前情回顾

联发科MediaTek Pentonic 2000与S900

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首先是安卓手机用户相当熟悉的联发科(MediaTek)方面,在面向8K电视平台方面推出Pentonic 2000与S900 SoC系统芯片。从技术参数与功能上来看,这两款SoC芯片可以说拥有目前最强劲的8K视频解码能力。Pentonic 2000是全球率先采用台积电 7nm 工艺的智能电视 SoC,专门针对旗舰8K 智能电视产品而设计,支持高达120Hz高刷新率。Pentonic 2000集成8K运动补偿MEMC和AI引擎,支持Dolby Vision杜比视界和Dolby Atmos杜比全景声。在视频解码方面,Pentonic 2000的表现可以说是非常全面的,除了支持HEVC、VP9之外,还能同时支持AVS3、AV1甚至是H.266 VCC,真正实现了全兼容。在图像处理性能方面,Pentonic 2000集成 MediaTek 独立 AI 处理器(APU),处理引擎之间的协同作业比多芯片解决方案更快、更节能。MediaTek APU 提供先进的AI增强功能,例如AI-SR 2.0+ 超分辨率图像处理、AI-PQ Scene Recognition 2.0 场景识别图像画质增强、AI-PQ Object Recognition 3.0 物件识别图像画质增强。在外设接入功能方面,Pentonic 2000可以支持4个HDMI 2.1接口,支持Wi-Fi 6E高速无线网络传输,甚至还可以接基于 MediaTek T700 的 M.2 扩展网卡连接 5G 网络,拓展了高速网络连接的使用范畴与应用场景。

值得留意的是,由于Pentonic 2000支持AVS3,可以说主要面向的是国内市场,毕竟想要顺利观看CCTV-8K频道相关的8K电视节目,加入AVS3解码功能是比不可少的关键功能。那么联发科对于国外市场,更具体来说也就是北美电视系统则主要是另外一款SoC芯片,也就是S900。S900同样是联发科面向8K 电视的SoC系统芯片,包括多核 CPU、GPU、专用AI处理单元和可直接驱动8K显示设备的显示控制器。在关键的视频解码性能方面,S900支持HEVC与AV1解码,要应对国外地区的8K视频解码并没有太大的难度。而在影音传输方面,S900则能够支持最新规格的HDMI 2.1a,支持各种动态HDR技术,支持HDMI VRR,能实现可变刷新率,以匹配游戏的动态帧率,避免画面撕裂。

对比联发科这两款SoC芯片的整体性能表现,Pentonic 2000要略胜一筹,不管是在CPU的性能,还是GPU的运行速度。另外,Pentonic 2000在视频解码方面也更加全面。

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Pentonic 2000采用了Arm Cortex-A76架构4核 CPU与Arm Mali-G57 MC3 GPU

晶晨Amlogic S928X系列

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如果说前面所提到的联发科Pentonic 2000与S900 SoC虽然性能强劲,但终究面向的市场并非8K播放器,而是8K平板电视的话,那么来自晶晨Amlogic S928X系列则是专门针对8K播放器和机顶盒的SoC芯片解决方案。晶晨Amlogic S928X系列SoC采用的是12nm的制程,主要分为S928X-J和S928X-K两个型号,两者区别在于解码性能方面,后者为全功能版本。多珀doopoo最新推出的X3 8K智能媒体播放器就特别采用了完全版的S928X-K,另外市场上出现了不少基于S928X-J的机型,例如前面所提及的腾讯极光盒子5X。

在CPU的配置方面,S928X走的是近年来十分流行的大核加上小核结构,包括1个运行频率在1.8Hz的Arm Cortex-A76大核心,加上4个运行频率2GHz的Arm Cortex-A55,这样的结构的优势在于能效比更高,不需要依赖较大的电源功率驱动。而在GPU方面,则是配备了运行频率在800MHz的Arm Mali-G52 MC2。整体而言,这样的性能表现面对8K视频播放可以说是绰绰有余。不过,S928X更是内建Amlogic Video Engine(AVE)视频引擎的VPU视频处理器,确保强大的视频解码与处理能力,全面支持AV1 MP-10、VP9 Profile-2、H.265 MP-10、AVS3 Phase 1、AVS2-P2 Profile 8K/60fps 10bit视频解码,支持Dolby Vision、HDR10+、HDR10、HLG技术格式。可以说,除了H.266 VCC之外,面对国内以AVS3为核心的8K电视广播节目,以及国外目前以HEVC和AV1为核心的电视广播节目与网络流媒体视频资源,S928X可以说是完全没有问题。当然如果想要播放相对更高规格的8K/120Hz超高清视频,S928X则是有些吃力了,还好现阶段国内外主流8K视频制作还是以8K/60Hz HDR为主,8K/120Hz SDR相对还是少数。此外,S928X还拥有如今相当热门的AI加速器,拥有算力高达3.2TOPS的Neural Network Accelerator(NNA)神经网络加速器,基于Tensor Processing Unit(TPU)技术架构。

最后再来看看HDMI接口配置方面,S928X支持最新一代的HDMI 2.1a规格,在HDR动态对比度与游戏性能释放方面有着更好的表现。另外在音频源码输出方面,除了支持常见的杜比全景声等沉浸式三维音效处理之外,还内建了立体声音频DAC。不过,播放器厂家可能会采用更高性能的独立DAC来获取更好的双声道音频解码的性能。例如,多珀doopoo X3就搭载了一颗双通道32bit处理能力的AKM 4432高性能音频DAC。

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晶晨Amlogic S928X系列SoC芯片内部技术结构框架图,其中关键是1个运行频率在1.8Hz的Arm Cortex-A76 CPU,加上4个运行频率2GHz的Arm Cortex-A55 CPU,构成5核CPU大小核结构

瑞芯微Rockchip RK3588系列

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目前8K播放器市场之中有两类热门机型,一类是前面所提到的采用晶晨Amlogic S928X系列SoC的机型,另一类则是基于瑞芯微Rockchip RK3588系列的机型。从基本性能而言,这两种拥有8K播放能力的SoC系统芯片,性能差异并不算特别大,都能胜任目前主流格式的8K/60Hz超高清视频播放。但是,具体展开性能与视频解码能力来看,RK3588与S928X还是有着一些关键性的不同之处。与S928X系列一样,RK3588系列同样也有完全版与功能减配版的RK3588与RK3588S两个型号,主要是芯片接口配置的差异,比如说RK3588可以支持双千兆网口,而RK3588S只能支持单千兆网口。

先来看看RK3588在CPU和GPU的性能配置。在CPU方面,采用8nm制程的RK3588可以说相当强劲,采用了Arm Cortex-A76架构4核加上Arm Cortex-A55架构4核共8核的结构,在多线程应用方面的性能要强于S928X,单线程则是两者相近,毕竟都是采用A76大核加上A55小核的结构。而在GPU方面,显然是配置了ARM Mali-G60 MC4的RK3588要更加强悍,当要面对图像处理高要求的应用时候可以获得更好的性能表现。此外,在AI应用层面上,RK3588则是配置了6TOPS算力的三核NPU神经处理单元,对于图像的AI处理与优化有着更强的运算性能。

不过,较为可惜的是,RK3588在适配解码方面相较S928X以及联发科的Pentonic 2000与S900 SoC还是有些关键点上的不足。尽管RK3588能够支持主流的HEVC、AV1等8K/60fps的视频硬件解码,但是在国内视频标准的支持方面暂时还是只能支持到AVS2,并不支持目前CCTV-8K频道制作与播放所采用的AVS3标准。如果你是准备买一台8K播放器专门观看CCTV-8K频道的相关8K电视节目的话,RK3588并非是最优解。

至于其他功能方面,RK3588同样可以支持HDMI 2.1接口输出,同时也有可以支持目前主流的HDR高动态范围技术格式,不管是像杜比视界和HDR10+这类动态HDR格式,还是主流的HDR10、HLG都有着不错的兼容性。至于在音频源码输出方面,RK3588能够实现杜比全景声等沉浸式三维音效的源码输出,并且还能支持各类主流的多声道环绕声音频格式解码。

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瑞芯微Rockchip RK3588系列SoC芯片内部技术结构框架图,Arm Cortex-A76架构4核加上Arm Cortex-A55架构4核共8核CPU结构

国科微Goke GK6525

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除除了前面所提到的晶晨Amlogic S928X系列与瑞芯微Rockchip RK3588系列SoC之外,目前市场上还有少数采用国科微GK6525系列SoC的8K播放器。实际上,GK6525是国科微专门为北京冬奥会8K超高清直播而打造的SoC芯片。具体来说就是可以完整支持国内AVS3标准,相比RK3588更能满足国内8K超高清电视节目观看的需求。除此之外,另外一个视频播放方面的性能优势则是GK6525能够支持高规格的8K/120Hz视频解码与显示,这点也是S928X与RK3588所不及的关键区别,与联发科Pentonic 2000与S900两大旗舰SoC的8K高帧率视频播放能相近。

接下来,再来看一看国科微GK6525系列SoC在CPU和GPU方面的性能配置。首先CPU方面,GK6525配备了8核64位Arm Cortex-A73架构的处理器,集成多媒体加速引擎NEON、硬件Java加速与硬件浮点协处理器。其次GPU方面,GK6525则是采用了ARM Mali-52 MC6处理器,拥有相当强劲的图像处理与视频解码的性能。在视频解码方面,GK6525非常全面,全面支持HEVC、AVS3与AVC1最高8K/120fps硬件解码,换句话来说基本上除了H.266 VCC之外,其他类型的8K视频格式都能轻松播放。最后就是视频与图像处理方面,GK6525支持8K显示输出和4K UI 支持视频和图形超分辨率处理、多路图形和视频输入的硬件叠加功能、图形及视频旋转、Letter Box和PanScan、3D视频处理及显示、低延时显示技术、无级缩放、全硬件抗锯齿、抗闪烁、可配置的色彩空间转换、图像增强、去噪、De-interlace去隔行处理等。在HDR技术格式支持方面,GK6525支持目前主流的各大HDR技术格式,包括电视广播系统所采用的HLG,以及网络流媒体视频资源常见的HDR10等。

至于在视频输出接口配置方面,GK6525除了支持HDMI 2.1接口配置,最高支持8K/120Hz视频输出之外,还支持专业的MIPI DSI 8lane输出与CVBS输出。另外在音频源码输出方面,GK6525也能够支持各种主流的环绕声音频源码输出,可以结合家庭影院放大器构建沉浸式三维音效系统。

值得留意的一点,国科微除了GK6525之外,还有专门针对8K电视与商用显示设备的SoC芯片GK6780,在CPU与GPU配置与性能方面和GK6525并没有太大的差异,同样也能最高支持8K/120fps视频解码,支持AVS3与AV1解码。

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GK6525配备了8核64位Arm Cortex-A73架构CPU以及ARM Mali-52 MC6 GPU

海思Hisilicon Hi3796CV900与Hi3751V900

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谈到高性能的SoC芯片,在国内当然不能不提华为子公司海思。海思拥有相当强大的芯片研发能力,在视频播放方面,海思SoC当然也是不容小觑。Hi3796CV900与Hi3751V900可以说是目前海思旗下两大针对8K超高清视频播放的SoC系统芯片。两者主要的不同在于应用层面方面,Hi3796CV900主要是针对8K超高清机顶盒市场,而Hi3751V90则是面向8K智能电视市场。两款芯片都属于海思目前的旗舰SoC芯片,拥有着基本相同的性能表现,同样都能支持8K/120fps视频解码,支持国内8K电视广播领域的AVS3编码标准。下面,就以Hi3796CV900为例展开说说这两款SoC芯片的性能特点与优势所在。

在核心CPU与GPU的性能配置方面,Hi3796CV900集成了8核64位Arm Cortex-A73架构CPU与ARM Mali-52 MC6 GPU,从配置上来说与国科微GK6525是一样的。CPU方面集成了多媒体加速引擎 NEON,支持硬件浮点协处理。而GPU方面则是支持OpenGL ES 3.2/2.0/1.1、Vulkan 1.2与OpenCL 2.0,具有相当不错的图像处理性能表现。值得留意的一点,Hi3796CV900针对AI图像处理优化,还集成了最高9 TOPS高算力Da Vinci V200 AI引擎的独立NPU。

强大的视频解码能力是Hi3796CV900的一个重要优势,除了不支持H.266 VCC之外,Hi3796CV900通过HiVXE 3.0处理引擎,最高支持H.265、AVS3以及AV1规格的8K/120fps高帧率视频硬解,在目前各大品牌的8K SoC解决方案之中处于第一梯队的水平。此外再搭配Imprex 3.0图形与显示处理引擎,支持视频和图形超分辨率处理、图形和视频输入的硬件叠加功能、画中画、多种HDR(动态 HDR/HDR10/HLG)、HDR/SDR互转、基于运动补偿的De-interlace和时域降噪处理、DB/DR 等视频降噪处理、智能色彩管理(智能肤色优化等)、局部动态对比度调节、亮度、色度、饱和度、色温调节,并带有硬件增强型2D图形加速引擎。在视频输出接口方面,除了可以通过HDMI 2.1规格的接口输出最大8K/120Hz的高帧率超高清视频信号之外,还支持1路8lane MIPI DSI TX输出,最高2560x1440/60Hz,以及1路支持8K/120Hz的HDMI输入接口。

在音频解码方面,Hi3796CV900支持DTS HD与Dolby TrueHD无损音频解码,同时也能够支持杜比全景声等沉浸式三音效源码输出。另外,Hi3796CV900还集成双核HiFi3音频DSP,支持3D音频解码和音效处理、智能音频处理。

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Hi3796CV900集成了8核64位Arm Cortex-A73架构CPU与ARM Mali-52 MC6 GPU

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未完待续

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