飛向深空：ColorOS 超算平臺(tái)帶來性能之變

1903年12月17日，萊特兄弟的“飛行者一號(hào)”進(jìn)行了人類首次載人飛行嘗試。當(dāng)時(shí)飛行器只能飛到3米高。

60年后，1962年7月飛行員羅伯特·懷特駕駛以火箭為動(dòng)力的X-15航天器沖向了萬米高空，人類終于親眼目睹了“地球是圓的”。

對(duì)深空的凝視與探索，是人類永恒不變的追尋。如今，航天航空已經(jīng)成為人類最重要的科研方向之一。關(guān)于量子物理、生命起源的種種難題，都要去無垠宇宙中尋求答案。在我們面臨很多問題時(shí)，“去深空中找答案”都是一個(gè)解題思路。當(dāng)平流層以下已經(jīng)不能提供解題思路，那就飛向更高。

比如說，我們可能都想過這樣一個(gè)問題：從我們開始用智能手機(jī)，就在追求高性能、不卡頓。為什么這么多年過去了，手機(jī)的性能依舊不夠理想？如果我們一直在軟件層、UI層這樣的“低空中”尋找答案，可能收效甚微。答案，或許就在移動(dòng)終端的計(jì)算深空之中。

2022年8月30日，2022 OPPO開發(fā)者大會(huì)上發(fā)布了全新的ColorOS 13。全面升級(jí)的ColorOS 13以“水生萬物”為理念，為用戶帶來了全新的數(shù)字生活體驗(yàn)。而在性能這個(gè)關(guān)鍵問題上，OPPO發(fā)布了ColorOS 超算平臺(tái)，帶來了手機(jī)性能優(yōu)化的全新答案。

作為OPPO 自研的系統(tǒng)級(jí)計(jì)算中樞，ColorOS 超算平臺(tái)或許就像一架X-15航天器。它要飛向操作系統(tǒng)、計(jì)算、AI的星域，去探索一個(gè)無感感知、極致體驗(yàn)的移動(dòng)計(jì)算新時(shí)代。

航線依舊：2022年了，為什么手機(jī)性能依舊是個(gè)問題？

當(dāng)我們?cè)诹氖謾C(jī)性能的時(shí)候，必須首先明確討論的界限。手機(jī)性能一般指終端設(shè)備的計(jì)算任務(wù)處理能力與能耗。這二者又通過系統(tǒng)是否卡頓、多媒體畫面、游戲幀率、電池續(xù)航與散熱能力等等問題表現(xiàn)出來。從智能手機(jī)誕生之初，如何獲得高流暢、高續(xù)航的性能體驗(yàn)，就是消費(fèi)者與商家同時(shí)最為關(guān)注的問題。許多年過去了，這一點(diǎn)依舊沒有改變。

根據(jù)《2022 年中國內(nèi)地市場高端手機(jī)消費(fèi)者調(diào)研報(bào)告》，國內(nèi)用戶對(duì)國產(chǎn)高端手機(jī)品牌的期待主要是提高手機(jī)流暢性，占比 38.7%；提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，占比 38.5%。為什么性能這個(gè)基礎(chǔ)到不能跟基礎(chǔ)的問題，這么多年之后依舊是消費(fèi)者關(guān)心的重點(diǎn)？

這里的關(guān)鍵問題就在于，性能體驗(yàn)并不簡單決定于處理器平臺(tái)或者UI優(yōu)化，而是由從芯片層到軟件層的多個(gè)問題協(xié)同決定的。這也導(dǎo)致用戶最終獲得的性能體驗(yàn)是個(gè)木桶效應(yīng)，任何一層出現(xiàn)弱項(xiàng)都將帶來巨大問題。與此同時(shí)，如今手機(jī)用戶在游戲、直播、多媒體等領(lǐng)域的需求愈發(fā)頻繁，同時(shí)打開的APP數(shù)量大幅上升，這都給性能造成了巨大體驗(yàn)。

那么，性能體驗(yàn)完全是由硬件決定的嗎？并非如此。我們科研看到，兩部硬件配置相似的手機(jī)，可能在功耗等領(lǐng)域的性能表現(xiàn)大相徑庭。這就是系統(tǒng)的調(diào)度策略不同導(dǎo)致的。用戶在同時(shí)開多個(gè)軟件時(shí)造成的卡頓問題，很可能是內(nèi)存回收機(jī)制造成的任務(wù)沖突導(dǎo)致的，同樣也關(guān)涉復(fù)雜的操作系統(tǒng)問題。

以前是淺層地解決問題，治標(biāo)不治本；現(xiàn)在更深層次地審視了問題的本質(zhì)，更系統(tǒng)性地解決了難題的本源，以往出現(xiàn)的卡頓、功耗、發(fā)熱的問題都能得到一個(gè)更好的解決方案。

那么，都2022年了，為什么手機(jī)性能還有問題？

這個(gè)終極之問，必須去芯片與操作系統(tǒng)的底層，去移動(dòng)計(jì)算的最深處尋求答案。ColorOS 超算平臺(tái)的不同之處就在這里。

探索深空：ColorOS 超算平臺(tái)的技術(shù)奇點(diǎn)

人類對(duì)天空、宇宙的探索永無止境，在更多技術(shù)領(lǐng)域也是如此。想要進(jìn)一步探索手機(jī)性能的答案，需要去破解芯片的調(diào)度機(jī)制，破解操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)軟件架構(gòu)。

ColorOS 超算平臺(tái)，就是將性能需求帶到手機(jī)最底層軟硬件的一次嘗試。這也是業(yè)界將計(jì)算優(yōu)化試探到這一層級(jí)的首次探索。ColorOS 超算平臺(tái)包含多個(gè)技術(shù)思路，一方面其通過算力模型對(duì)硬件計(jì)算資源進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)度來完成性能優(yōu)化，同時(shí)還結(jié)合4 大計(jì)算引擎，并行計(jì)算、高性能計(jì)算、端云計(jì)算、智能計(jì)算，來對(duì)手機(jī)性能進(jìn)行綜合調(diào)優(yōu)。

在這次發(fā)布的 ColorOS 13新版本中，ColorOS 超算平臺(tái)展現(xiàn)出了算力模型和并行計(jì)算的能力，重點(diǎn)解決計(jì)算資源分配不合理、內(nèi)存使用沖突的兩個(gè)難題。我們也先來集中討論這兩項(xiàng)能力。

計(jì)算資源分配，是手機(jī)性能優(yōu)化的老大難問題。以往解決思路更多是進(jìn)行軟件調(diào)度，將資源分配到不同的任務(wù)中。但這樣進(jìn)行的資源調(diào)配不夠靈活，難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的計(jì)算調(diào)優(yōu)機(jī)制。并且計(jì)算的核心是處理器，軟件調(diào)優(yōu)機(jī)制不涉及芯片，始終等于隔靴搔癢。

為了解決這個(gè)問題，ColorOS 投入了大量的芯片專家，經(jīng)過了數(shù)百萬次的數(shù)據(jù)擬合與仿真，最終建立起了一個(gè)從場景到硬件垂直整合的算力模型。這個(gè)算力模型能夠貫穿整個(gè)性能調(diào)用體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片算力的鏈路均衡調(diào)度。這樣，算力可以更準(zhǔn)確地知道自己該如何流淌。手機(jī)可以基于算力模型實(shí)現(xiàn)最佳的算力組合方案，從而確保高性能與低功耗達(dá)成平衡。

而并行計(jì)算，則是面向安卓系統(tǒng)中的一個(gè)根深蒂固的性能限制。我們知道，一部手機(jī)的算力與內(nèi)存都是有限的，那么這就涉及內(nèi)存如何分配的問題。安卓系統(tǒng)中，使用的是Linux當(dāng)中的內(nèi)存回收機(jī)制。這套機(jī)制簡單說來就是通過一個(gè)雙線鏈表，排序出最近使用和不使用的任務(wù)，從而模擬出任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，遵循先來后到的原則為任務(wù)進(jìn)行內(nèi)存分配。由于安卓系統(tǒng)的內(nèi)存使用是串行的，這套邏輯會(huì)導(dǎo)致突然出現(xiàn)的高優(yōu)先級(jí)任務(wù)，會(huì)與其他任務(wù)產(chǎn)生內(nèi)存分配上的沖突，從而導(dǎo)致卡頓出現(xiàn)。這個(gè)問題很早就被業(yè)界注意到。但由于這個(gè)問題涉及操作系統(tǒng)的底層邏輯，是一個(gè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的難題，一直難以攻克。

為此，ColorOS 借鑒了微內(nèi)核的設(shè)計(jì)思想，將內(nèi)存分配與回收等關(guān)鍵操作進(jìn)行了并行化的改造?；贑olorOS 超算平臺(tái)提供的并行計(jì)算能力，手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)開通不同的并行道路，一方面為高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)提供內(nèi)存路徑，一方面并行回收空閑內(nèi)存。最終可以保障多任務(wù)場景與長時(shí)間使用中，手機(jī)依舊保持流暢不卡頓。

在解決了性能體驗(yàn)難題的同時(shí)，ColorOS 超算平臺(tái)事實(shí)上已經(jīng)構(gòu)成了技術(shù)奇點(diǎn)。其中的技術(shù)思路宣布了，移動(dòng)終端的性能競賽真正走向了芯片深處，走向了計(jì)算的基礎(chǔ)機(jī)制與邏輯。

豐饒世界：超算變革帶來的應(yīng)用價(jià)值

星海宇宙中擁有的并不是寧寂，而是等待開發(fā)的無限價(jià)值。將性能優(yōu)化能力與解題思路帶到手機(jī)計(jì)算的深空之中，ColorOS 超算平臺(tái)也帶來了豐富的場景價(jià)值與應(yīng)用體驗(yàn)。

其中最直觀的價(jià)值當(dāng)然來自前文說到的幾項(xiàng)性能體驗(yàn)，而這往往也是用戶最為關(guān)注的問題。根據(jù) OPPO 實(shí)驗(yàn)室的測試，升級(jí)到 ColorOS 13 的 Find X5 Pro，可以實(shí)現(xiàn)性能提升 10%。在熱門 MOBA 游戲測試中，能夠?qū)崿F(xiàn)高幀率穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)性能無損失。并且能夠?qū)崿F(xiàn)提升 4.7%，同時(shí)將游戲最高溫度降低 1°C。

除了畫面幀率、電池續(xù)航與散熱等基礎(chǔ)體驗(yàn)之外，用戶還會(huì)關(guān)心多任務(wù)與復(fù)雜使用場景中的卡頓問題。在 Find X5 Pro的測試中，我們可以發(fā)現(xiàn)升級(jí)到 ColorOS 13 后，8GB 版本可以在后臺(tái)同開 18 個(gè)應(yīng)用的前提，做到重載場景下丟幀率降低至少 25%。而這個(gè)能力還將覆蓋到更多機(jī)型上，帶來的性能優(yōu)化體驗(yàn)值得期待。

除了手機(jī)本身之外，ColorOS 超算平臺(tái)還可以提升萬物互聯(lián)的操作體驗(yàn)。比如在Car+車聯(lián)操作中，其可以自動(dòng)優(yōu)化相關(guān)應(yīng)用表現(xiàn)，帶來更加流暢、無縫的操作體驗(yàn)。

ColorOS 超算平臺(tái)的存在，支撐和確保了系統(tǒng)級(jí)的性能優(yōu)化，讓每一個(gè)層級(jí)的交互都自然而然地發(fā)生，讓手機(jī)與物聯(lián)網(wǎng)矩陣可以無感操作，讓用戶獲得水一樣流淌的體驗(yàn)。

蒼穹之外：計(jì)算深空僅僅被揭開一角

對(duì)于宇宙，對(duì)于蒼穹之外的世界，人類依舊有太多未解之謎。手機(jī)的計(jì)算深空中也是如此。我們可以注意到一個(gè)有趣的現(xiàn)象：目前版本的ColorOS 超算平臺(tái)并不是未來這一技術(shù)平臺(tái)的全貌，而是僅僅公布了冰山一角。

關(guān)于手機(jī)計(jì)算，其實(shí)還有太多等待解鎖的星域。傳統(tǒng)意義上的智能手機(jī)整合方案已經(jīng)漸漸落伍，深度打通軟硬件平臺(tái)，以技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)體驗(yàn)升級(jí)正在成為新的產(chǎn)業(yè)趨勢。

ColorOS 超算平臺(tái)就是這樣一個(gè) OPPO 集合了多方智慧，基于軟硬芯結(jié)合持續(xù)打造出的技術(shù)平臺(tái)。在四大算法中，我們還有端云計(jì)算、智能計(jì)算、高性能計(jì)算等待解鎖。它們又能帶來怎樣的性能優(yōu)化？可以實(shí)現(xiàn)哪些貫通軟硬件的價(jià)值提升？想來是一件非常值得期待的事。

就以智能計(jì)算和AI技術(shù)為例。如今AI技術(shù)在手機(jī)中并不罕見，主流處理器平臺(tái)也大多進(jìn)行了AI專項(xiàng)算力的升級(jí)。我們已經(jīng)見過了AI感知用戶操作習(xí)慣、調(diào)節(jié)影像、分配網(wǎng)絡(luò)等等能力。當(dāng)AI深入計(jì)算系統(tǒng)，又會(huì)發(fā)生什么變化呢？我們會(huì)不會(huì)迎來千人千面的算力分配與性能優(yōu)化呢？

OPPO正在與各大高校聯(lián)合，在AI技術(shù)方面進(jìn)行大量產(chǎn)學(xué)研合作與投入。ColorOS 超算平臺(tái)能夠抵達(dá)怎樣的未來，可能才是最值得期待的深海風(fēng)景。

智能手機(jī)的計(jì)算與系統(tǒng)，是地球上最為精密、復(fù)雜的數(shù)字化結(jié)構(gòu)。其中還有大量未解之謎，還有無限值得期待與暢想的可能。

ColorOS 超算平臺(tái)是一個(gè)奇點(diǎn)，也是一個(gè)起點(diǎn)。

它讓我們知道了，關(guān)于計(jì)算和性能的種種追問都是可能有答案的。而答案就在深空之中，只需要飛得更高一點(diǎn)，再高一點(diǎn)。

審核編輯 黃昊宇