一加狂飆背后 是ColorOS的十年性能磨劍

　　智能手機(jī)的性能賽道堪稱是最卷的存在。

　　“不服跑個分”成為這個領(lǐng)域的口頭禪，從安兔兔跑分來看，如果說2年前60萬分就是旗艦級性能手機(jī)，那么現(xiàn)在這個數(shù)字最高已經(jīng)水漲船高到了130萬分以上。

　　但是，這種“卷”越來越走向盡頭。

　　當(dāng)物理定律走向極限，破局之路在哪里?

　　從手機(jī)廠商性能內(nèi)卷的方向來看，主要聚焦在硬件維度，但是伴隨摩爾定律等的失效，這條路已經(jīng)走到了極限。

　　所謂摩爾定律，即“微處理器的性能每隔18個月提高一倍，而價格下降一半”，這個定律在過去50年的時間里在半導(dǎo)體行業(yè)得到了驗證。不過，當(dāng)前行業(yè)內(nèi)先進(jìn)制程的投資越來越高，摩爾定律基本已經(jīng)走到了極限，性能提升的幅度越來越小。例如，臺積電從5nm到4nm先后誕生了多個工藝版本，最新的N4P號稱“第二代4nm”工藝，但性能相比5nm工藝僅提升了11%。

　　由于臺積電3nm工藝尚未完全普及，今年下半年即將發(fā)布的第三代驍龍8處理器和天璣9300只能繼續(xù)使用“落后”的4nm工藝，這表明移動處理器的表現(xiàn)正在到達(dá)瓶頸。

　　破局之路到底在哪里?在最近舉行的一加性能技術(shù)戰(zhàn)略溝通會上，一加產(chǎn)品線總裁劉豐碩表示，人類性能技術(shù)的發(fā)展史，其實是計算能力的進(jìn)步史，而計算能力=計算資源x計算帶寬x計算算法。

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　　如果用搬箱子來做個比喻，可以更形象地了解性能三要素的關(guān)系和重要性。假設(shè)有一堆箱子，搬運(yùn)工要將其搬到指定的地點(diǎn)，這個過程的執(zhí)行效率就代表著性能。箱子的數(shù)量代表計算資源，如芯片的晶體管數(shù)量越多計算資源越強(qiáng);搬運(yùn)工一次搬運(yùn)的箱子數(shù)量是計算帶寬，如LPDDR5相比LPDDR4傳輸速率更快;而搬運(yùn)的方式就是計算算法，如排列整齊比起雜亂無序的搬運(yùn)方式更有效率。

　　這是關(guān)于性能的終極公式，也清晰地展現(xiàn)出性能的破局之鑰:因為計算資源很大程度上受制于芯片工藝、半導(dǎo)體材料等因素，當(dāng)摩爾定律失效，計算資源的突破仍需時日;計算帶寬則受制于存儲結(jié)構(gòu)、存儲介質(zhì)、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的革命，當(dāng)香農(nóng)定律達(dá)到極限，短時間內(nèi)同樣無法破局;在這樣的大背景下，性能的突破就剩下算法這一條路了。仍以搬箱子為例，當(dāng)箱子的數(shù)量(計算資源)固定，搬運(yùn)工一次搬運(yùn)的數(shù)量(計算帶寬)很難提升，如何搬運(yùn)(計算算法)就變得至關(guān)重要。

　　事實上，在智能時代，算法變得越來越重要已經(jīng)得到業(yè)界的共識。ChatGPT之所以火爆，背后就是大模型算法的力量，同樣在智能駕駛領(lǐng)域，業(yè)界也在走出“唯算力論”，越來越認(rèn)同“算力是智能駕駛的基礎(chǔ)、算法是智能駕駛的靈魂”的觀點(diǎn)。

　　從這個角度再來看“雙鐵三角”算法矩陣，就能知其特別意義:由內(nèi)存基因重組技術(shù)、微架構(gòu)超算引擎、煥新存儲三大技術(shù)組成的“流暢鐵三角”和靈犀觸控、HyperBoost游戲穩(wěn)幀和超幀超畫引擎三大技術(shù)組成的“游戲鐵三角”，在硬件的基礎(chǔ)上，以算法刷新性能的上限，打破了業(yè)界唯配置論所造成的性能天花板，為用戶帶來了快、省、久、順、穩(wěn)、清的極致性能體驗。

　　“算法時代”，最需要的是長期主義

　　當(dāng)性能進(jìn)入算法時代，什么是真正的決定因素呢?

　　有業(yè)內(nèi)專家告訴筆者，算法的本質(zhì)是實現(xiàn)算力、帶寬的更好匹配。打個比方，算力就像是瀑布，而帶寬就像是出口的管道，最終出來的水流速度代表著性能的大小，算法就是調(diào)節(jié)算力和帶寬，讓它們更匹配，因為如果算力過大而帶寬過小，或者反之，都不能形成更優(yōu)的性能。

　　因此，算法應(yīng)該是算力、帶寬匹配的最優(yōu)解，可以讓同樣的算力和帶寬實現(xiàn)更強(qiáng)的性能。換句話說，誰的算法水平高，意味著誰做出來的設(shè)備可以用單位的能耗做更多的事情。

　　決勝算法時代，就像是攀登一座科學(xué)的“珠峰”，最終比拼的是算力和帶寬匹配的精細(xì)程度。以微架構(gòu)超算引擎為例，就是通過精準(zhǔn)計算高性能與低功耗的平衡點(diǎn)，實現(xiàn)重載流暢和續(xù)航更優(yōu)的系統(tǒng)體驗。使用該技術(shù)的手機(jī)，可以實現(xiàn)0.5小時的續(xù)航提升就是很好的體現(xiàn)。

　　“流暢鐵三角”中的煥新存儲技術(shù)，也是如此。該技術(shù)通過智能動態(tài)調(diào)度，可以讓超大內(nèi)存價值最大化，其本質(zhì)就是當(dāng)內(nèi)存充足時，將RAM空間分配給ROM里的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，充分利用超大內(nèi)存空間，而當(dāng)處于低內(nèi)存場景時，將原先分配的內(nèi)存回收，這個過程考驗的是內(nèi)存的智能動態(tài)調(diào)度和底層行為的精準(zhǔn)把控，最終帶來的性能提升也非常明顯:順序讀區(qū)性能提升10%，抗老化能力提升30%。

　　在性能賽道上，也有一些手機(jī)宣稱軟硬一體的優(yōu)化或者算法對硬件的調(diào)度，但相比“雙鐵三角”算法矩陣仍有不小的差距。例如，內(nèi)存基因重組技術(shù)可以實現(xiàn)納秒級數(shù)據(jù)吞吐量，是行業(yè)水平的16倍。

　　理解背后的原因，看看ColorOS的發(fā)展史就一目了然。毫不夸張地說，一部ColorOS的發(fā)展史，就是半部性能進(jìn)化史。早在十年前，ColorOS就著手解決安卓開放性所導(dǎo)致的碎片化機(jī)制問題，通過應(yīng)用調(diào)優(yōu)，讓三方應(yīng)用和系統(tǒng)資源建立實時雙向?qū)υ挘�提升手機(jī)的基礎(chǔ)流暢性。例如，優(yōu)化后手機(jī)QQ打開聊天頁面速度提升67%以上，手機(jī)淘寶購物車頁面進(jìn)入速度提升48.21%，微信進(jìn)出會話頁面流暢度提升29.8%。

　　在2019年到2021年，ColorOS7到ColorOS12再接再厲，從此前的應(yīng)用調(diào)優(yōu)邁向系統(tǒng)底層內(nèi)核調(diào)校，更深層次地解決流暢問題。如果說第一階段是單點(diǎn)突破，那么這個階段則是系統(tǒng)攻堅，一大批諸如UI First、防卡頓引擎、AI自流暢引擎等技術(shù)涌現(xiàn)出來。效果也十分顯著:如UI First技術(shù)讓RAM利用率提高40%，內(nèi)存碎片化次數(shù)降低99%;防卡頓引擎將系統(tǒng)資源利用率整體提高了45%，系統(tǒng)響應(yīng)速度提升32%;AI自流暢引擎將手機(jī)內(nèi)存占用減少30%，重載場景流暢度提升50%，功耗降低18.7%。

　　從去年的ColorOS13開始，ColorOS十年磨劍，開始厚積薄發(fā)，深入到指令層級以及微架構(gòu)層級進(jìn)行精細(xì)化調(diào)校。“雙鐵三角”正是基于這個基礎(chǔ)上誕生的，微架構(gòu)拆解，實現(xiàn)算力和帶寬的精準(zhǔn)匹配，讓一加手機(jī)打破了“高性能必須高功耗”的行業(yè)痛點(diǎn);而通過AI的技術(shù)布局，一加手機(jī)可以在更短時間內(nèi)實現(xiàn)更精準(zhǔn)預(yù)測，從而更合理分配資源，將流暢體驗上升到新高度。以超幀超畫引擎為例，就可以實現(xiàn)100+款游戲插幀，最高120幀;支持9款游戲超級HDR畫質(zhì);支持10款游戲超分超幀同開，大幅提升游戲體驗。

　　所以，機(jī)會總是留給有準(zhǔn)備的人，為什么打破性能硬件天花板的是一加?為什么引領(lǐng)性能的算力時代的是一加?其中一個很重要的原因，就是因為ColorOS十年的性能探索，持之以恒地向著性能這個城墻口沖鋒。

　　后記:艱難的路上不會擁擠

　　去年初，一加發(fā)力性能賽道，引發(fā)業(yè)界關(guān)注，當(dāng)然其中也不乏質(zhì)疑，因為性能賽道早已經(jīng)是紅海，在如此內(nèi)卷的情況下，作為后來者的一加入局還有勝算嗎?

　　現(xiàn)在，這個問題已經(jīng)不言自明:從產(chǎn)品的角度，今年上半年一加發(fā)布的一加11、一加Ace2、一加Ace2V都成了各個價位段的王者;從增長來看，一加成為2023年上半年中國手機(jī)市場增速最快的品牌，唯一一個連續(xù)6個月保持3位數(shù)增速;從反饋來看，一加的手機(jī)也收獲了太多的媒體好評和用戶認(rèn)可。

　　這一切都是因為一加找準(zhǔn)了性能賽道的方向:不僅與合作伙伴一起持續(xù)刷新硬件的上限，更是開辟了算法這個新路徑，通過ColorOS 極致的性能調(diào)教不斷打破硬件的性能天花板。

　　這個方向讓一加贏得了過去，更是有望贏得未來。綜合業(yè)界預(yù)測，未來的手機(jī)不僅智能程度大大增強(qiáng)，更是會向端云一體的方向發(fā)展。顯然，相比很多廠商只是單點(diǎn)突破，一加在性能布局上是計算資源、計算帶寬和計算算法的三管齊下:既有在云計算、邊緣計算等計算資源領(lǐng)域的布局，也有全新數(shù)據(jù)存儲協(xié)議等計算帶寬方面的探索，更是在計算算法上形成系列矩陣并持續(xù)深耕，這讓一加可以更好地把握性能賽道的未來。

　　這條路很難，是“自主研發(fā)+行業(yè)合作伙伴聯(lián)合研發(fā)+高校深度研發(fā)”三位一體的體系化研發(fā)布局，是來自全球各地的1000+性能技術(shù)工程師的長期深耕。

　　成功沒有捷徑，艱難的路上不會擁擠。

　　作者丨閆躍龍