在系统内核上“攒气”的vivo

凯撒说过“人只会看到自己想看到的东西”。对于同一件事，经历和预期不同的人，会看到不同的侧面。就像刚结束的2021 vivo开发者大会，很多网友都表示看不明白，但业内人却看到了一个在“积跬步至千里”的vivo，一个在憋大招的vivo。

vivo还是那个实诚本分的vivo，言语克制，协作共赢的价值观总是会在字里行间中透露出来。大会有IoT、系统性能、隐私安全等几个大的方向，而我们针对大家最关心的系统性能部分，把一些开发者大会那些大家没留意到的细节，串起来再看一次。

系统内核层面技术创新

大会开头的成绩单提到，vivo在60多个国家和地区拥有4亿多用户，国内超过2.7亿在网活跃用户，2021年国内出货量持续领先，三季度份额达到22.1%，菲律宾、马来、印度等海外的主要市场也是市场份额前三。严格遵守广告法的vivo用语非常克制，实际情况其实是，vivo从Q1到Q3都是国内出货量第一……

开发者大会开头的“设计驱动：携手打造科技之矛，共同成就人文之悦”主题分享，很大一部分是围绕性能和流畅度的技术分享的。vivo在上一年开发者大会就提到过自己对流畅体验的看法，核心是人因分析、心流建设和系统性能。人因和心流是从用户心理出发的系统工程，目标是找到让用户最舒服的参数、最符合心理预期的交互和动效，而系统性能的着重点是“计算、内存和显示”3个部分。

计算性能，是指高实时计算、智慧调度计算及高速追载三大引擎。“高实时计算引擎”负责高性能并发处理，确保在系统多任务运行的流畅；“智慧调度计算引擎”负责分配任务，平衡性能与功耗；“高速追载引擎”则可以在需要性能的时候，加速CPU提频的速度，可以理解为提升加速度。

关于内存性能，vivo的观点是要建立独立的虚拟缓存单元，系统性全局管理系统常驻内存的生命周期，控制应用内存分配与回收、DRAM与SoC内部缓存，以提升内存管理的性能和效率。表征就是vivo的内存融合升级到了2.0版本，有虚拟缓存单元，能精确压缩和多层次交换内存数据。

显示性能方面，除了调用原子动效引擎模拟物理世界的新动效，vivo还提到全链路提升UI交互渲染优先级，在全系统层面提高触控操作的响应优先级，让第三方应用的显示也能更流畅。

官方放出的成绩单，也从上一年的“全系36个月抗老化5星”，变成首发泰尔实验室的“全场景持久流畅体验泰尔五星证书”，现在覆盖了应用启动、内容加载、视觉流畅、触控感知、多任务并发及网络运行等日常高频使用场景。

“计算、内存、显示”性能提升的技术细节

非技术背景的同学，看完上面可能会有点雨里雾里，我们现在揉碎来说。

“计算、内存和显示” 的系统内核性能提升，说白了就是更好地压榨现有的硬件性能。因为软件性能需求的高速增长，计算设备从来都没有所谓的“性能过剩”之说。时至2021年，性能导致的流畅度问题，依然是用户换机时反馈最多的问题之一。 

计算方面，翻译过来就是用了3个“引擎”，可以笼统理解为模式/模型/算法方案，它们分别处理并发、能效比和瞬时加速的问题。新系统里多了高并发计算模式和高速追载模式，官方用的测试模型，是大家以前很熟悉的多应用开启速度对比，官方宣称在20个应用启动测试中，首轮速度提升20%，第二轮提升30%。而高速追载则宣称CPU提频速度能提高200%，游戏性能提升15%。

而能效比问题，靠的是更好的调度模式。SoC当中有CPU、GPU、NPU、DSP等各种核心，它的长短处各不相同，但原生系统和第三方应用的很多通用的算法，最终都是由CPU硬抗，没有交给最合适的核心处理，造成了资源的浪费。vivo这两年在做的是从内核层面搭计算加速平台，把不同算法和计算资源等做成独立算子，像是把AI和显示算法分配给NPU和GPU，把声音处理分给DSP，从而提升效率和优化效果。单在游戏项目，vivo宣称游戏中能在帧率不变的情况下，平均功耗最高可以降低10%。

暂时还没有测试对比的机会，但vivo这一套“并发、能效比和瞬时加速”的算法，对CPU的提升幅度非常明显，比最近几年安卓阵营的CPU性能涨幅都大。以前移动平台的性能一直在飞涨，掩盖了系统效率和优化上问题。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单核性能都已经进入了瓶颈期，越到后面，系统优化的差距就越明显。 

在内存部分，内存融合估计是2021年宣传最成功的技术功能，vivo也提到内存融合技术在终端的效果，门店也反馈+3G的功能非常吸引线下消费者，所以仅用了大半年时间，所有的主流厂家，无一例外都跟进了内存融合功能。毕竟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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