凯撒说:“人们只能看到他们想看到的东西”。对于同一件事,有不同经历和期待的人会看到不同的方面。就像刚刚结束的2021 vivo开发者大会,很多网友表示看不懂,但业内人士看到的是一个“积千里”的vivo,一个大动作的vivo。
Vivo还是那个诚实的vivo。言语克制、合作共赢的价值观,总会在字里行间流露出来。主要有几个方向,比如物联网、系统性能、隐私和安全等。我们将开发人员会议的一些我们最关心的系统性能部分没有注意到的细节串在一起,然后再看一遍。
系统内核层面技术创新
大会开头的文字记录提到,vivo在60多个国家和地区拥有超过4亿用户,在中国有超过2.7亿在线活跃用户。2021年,国内出货量继续领先,第三季度份额为22.1%。菲律宾、马来西亚和印度等主要海外市场的市场份额也位居前三。严格遵守广告法的vivo语言非常克制。事实上,vivo从Q1到Q3在国内出货量排名第一.
开发者大会伊始,“设计驱动:携手打造科技之矛,共成就人性之乐”的主题分享,主要是关于性能与流畅的技术分享。在去年的开发者大会上,vivo提到了自己对流畅体验的看法,核心是人因分析、流程构建、系统性能。人的因素和流程是一个基于用户心理的系统工程。目标是为用户找到最舒适的参数,最符合心理预期的交互和动态效果,系统性能侧重于计算、记忆和显示三个部分。
计算性能指的是三大引擎:高实时计算、智能调度计算和高速追逐。“高实时计算引擎”负责高性能并发处理,确保系统中多任务运行顺畅;“智能调度计算引擎”负责分配任务,平衡性能和功耗;“高速追逐引擎”可以在需要性能的时候加速CPU提频的速度,可以理解为加速。
关于内存性能,vivo的观点是建立一个独立的虚拟缓存单元,系统地、全局地管理系统内存驻留的生命周期,控制应用内存和DRAM、SoC内部缓存的分配和恢复,提高内存管理的性能和效率。意味着vivo的内存融合已经升级到了2.0版本,并且有一个虚拟缓存单元,可以在多级精确压缩和交换内存数据。
在显示性能方面,除了调用原子动态引擎模拟物理世界新的动态效果外,vivo还提到通过全链路提升UI交互渲染的优先级,在全系统层面提升触控操作的响应优先级,让第三方应用的显示能够更加流畅。
正式发布的成绩单也从上一年的“5星抗衰36个月”变成了第一台泰尔实验室的“5星证书,全场景体验持久流畅”,现在涵盖了应用启动、内容加载、视觉流畅、触控感知、多任务并发、网络运营等日常高频使用场景。
00-1010非技术背景的同学,看完可能有点雾蒙蒙的。让我们现在粉碎它。
“计算、内存、显示”系统内核的性能提升,说白了就是更好地挤压现有硬件性能。由于软件性能需求的快速增长,计算设备中不存在所谓的“超额性能”。到2021年,性能带来的流畅度问题仍将是用户换机时反馈最多的问题之一。
在计算方面,翻译是指使用三个“引擎”,一般可以理解为模式/模型/算法方案,分别处理并发、能效比、瞬时加速等问题。在新系统中,有更多的高并发计算模式和高速追逐模式。官方测试模型是大家都很熟悉的多应用程序启动速度的比较
能效比问题依赖于更好的调度模式。SoC中有各种各样的核心,如CPU、GPU、NPU、DSP等。而它的优缺点是不同的。但是原生系统和第三方应用的很多通用算法最终都被CPU硬抗,没有交给最合适的核心处理,造成资源浪费。vivo这两年一直在做的就是从内核层面搭建计算加速平台,将不同的算法和计算资源做成独立的算子,比如将AI和显示算法分配给NPU和GPU,将声音处理分配给DSP,从而提高效率,优化效果。仅在游戏项目中,vivo就宣称在相同帧率的游戏中,平均功耗最高可降低10%。
暂时没有测试比较的机会,但是vivo的“并发、能效比、瞬时加速”的算法让CPU性能有了很大的提升,比安卓阵营近几年都要大。过去,移动平台的性能一直在飙升,掩盖了系统效率和优化的问题。但众所周知,无论是Arm的公版CPU,还是苹果的A系列芯片,它们的CPU单核性能都进入了瓶颈期,而且越晚,系统优化的差距越明显。
在记忆部分,记忆融合估计是2021年宣传最成功的技术功能。vivo也提到了内存融合技术对终端的影响,门店也报道了3G的功能对线下消费者很有吸引力,所以只用了半年时间,所有主流厂商无一例外都跟进了内存融合功能。毕竟一部8GB内存的手机,
如果模拟出11GB,甚至12GB内存的效果,就等于给消费者省钱了。
安卓系统自带的ZRAM、SWAP和最近的内存融合,通过划分一部分ROM来存放和交换内存数据,但具体实现机理和效果,各个厂商都不太一样。而vivo之前比较保守,在内存融合1.0上只做了3GB的内存融合,而新的内存融合2.0可以做到4GB,并在系统内核里增加新的全局虚拟缓存管理机制。后者同样是提升效率的方案,目标是减少存储交换的几率,毕竟ROM的速度远低于内存,而且交换时还会消耗CPU的计算资源。
vivo官宣的效果,是后台存留能力在以每年40%的速度增长,同样以8GB内存为例,2019年可以存留的App是14个,到2020年增长到20个,而现在的vivo可以做到28个App。但实际上App在3年间也是在不断变大的,效果实际要比40%这个数值还大。
同样和直觉相反的是系统本身的内存占用。vivo宣称因为编译器性能和系统精简的效果,系统常驻内存从上一年的4.5GB下降到3.7GB,四舍五入等于“多送”了800MB的内存,一定程度上也是增加后台存留的功臣之一。
另外,vivo也提到“UI交互渲染的优先级提升”的细节。早年大家觉得iOS比安卓流畅跟手的重要原因,是iOS在设计之初,UI交互层级就比安卓高,不管后台有没运算完,都先响应用户操作。但安卓是耿直地算完再做响应,就算最终速度比iOS快,但用户却实实在在地感受到了卡顿。UI交互优先级的提升,涉及到安卓系统底层的基础设计,可能是难度和复杂度最高的部分之一,vivo只表示游戏帧率稳定性提升63%,并未过多深入讲解,但足以看出vivo已深入安卓系统底层设计。
而在功耗上,行业规律是每年省电5%到7%,但高帧率游戏的普及、短视频的崛起、疫情导致的视频会议需求增加,2021年的手机耗电需求的增长远超正常值。而vivo的宣称内核优化、智能冻结3.0(宣称冻结速度提升49%,待机耗电减少38%)和自适应刷新率等技术加起来,在去年省电幅度大概是在6%到7%。
5G、WiFi和蓝牙网络优化
手机作为联网设备,除了本地应用的系统性能,网络性能也是极度影响流畅性体验的,所以vivo也把网络优化列入 “全场景流畅”的概念当中,针对5G、Wi-Fi和蓝牙网络的优化做了大量的工作。
我们现在正处于5G网络的交接期,很多地区存在5G NSA、5G SA、4G LTE、部分残存的2、3G信号共存的状况,再加上5G的频率提高,导致基站覆盖范围下降,在不同技术组网区域,手机可能会在不同的基站小区间频繁切换,造成网络/通话卡顿的同时还增加了功耗。
而vivo引入算法和路试的优化成绩是SA 5G网络的电话接通率99.9%、VoNR通话接通率99.3%(行业标准线是98%)、网络“乒乓”切换高发区域的功耗异常降低85%、副卡对主卡的影响导致的高时延情况改善62%、接通率提升9%、网络拥塞场所异常率降低30%。它们背后是手机端侧的智能记忆和规避、新增的高铁/地铁模式、覆盖国内超过100个城市的路测中台。
在Wi-Fi方面,vivo也一直在不惜投入”:2019年首创双Wi-Fi功能,2020年去和成都天美找王者荣耀合作,做游戏内的双数据通路,而2021年则是和路由器厂商合作搞手机端多路传输。在手机侧内核层面,系统的AI模型在应用层会根据显示和帧率反向识别Wi-Fi弱网,也有游戏数据包高优先级传输、天线功率倍增等功能设计。此外也有“笨方法”,在全国100多个城市、300多所高校、200多个机场做路试。
而蓝牙方面,主要是针对车载体验与兼容性做了高强度、大面积的覆盖。vivo在2021年与4S店、蓝牙芯片方案商、车载中控方案商等协作测试了超过500款车型,覆盖75个汽车中控的品牌覆盖,宣称蓝牙连接稳定性提升30%,蓝牙声音流畅率提升20%。
总结
vivo向来是根据用户需求来调整技术方向的,在vivo称为芯片层的“驱动+内核”上,和友商不太一样,vivo对内核投入特别重,其甚至透露有自己的完整内核。而在硬件提升隐约看到天花板的大背景下,内核和系统性能优化的作用会越加明显。
芯片领域有“软硬不分家”的俗语,新硬件会催生新的软件,而新软件压榨完硬件性能之后,当中的优秀算法会以电路的形式固化成硬件,然后进入新一轮的循环。vivo透露之后会有协处理、存储芯片、APU和NPU等自研芯片,而这次开发者大会中的计算、内存管理、显示、全场景流畅上的软件算法和模型,或许正是以后要硬件固化的基础。
vivo之前也有过针对元宇宙的回应:“我们觉得第一件事是底层实力做好;二是把联接物理世界的事情做好;三是把物理世界做成数字世界的服务能力之后,要很好的触控联接的服务,要把操控相关的事情做好;四是服务和能力要汇聚起来,是生态相关的能力”。
vivo还是那个本分的vivo,惜字如金,没有留给外界太多的猜测机会。但无论未来会是VR/AR的元宇宙,还是其他,vivo的内核、性能、连接能力确实都会成为未来世界的地基。
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