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vivo X21具备常规的后置指纹识别版本与屏幕下指纹识别版本。在外观上，采用了3D玻璃设计，摄像头、听筒和传感器等放置在“刘海”中，搭载了6.28英寸super amoled异形全面屏，采用了19：9的设计。屏占比达到了90.30%。配置方面，搭载高通660处理器改版——高通骁龙660AIE，新增了AI人工智能处理单元。标配6G运存+128G内存，3200毫安电池，18W快充，前后1200万像素全像素双核对焦，支持P3色域拍照和AI美颜。搭载Jovi AI智慧引擎，可以智能适配AI应用场景。
vivo X21既有指纹解锁也有人脸识别解锁。
屏下指纹解锁，是目前为止vivo全球独家首发的技术。得益于屏幕指纹技术，vivo X21屏幕指纹版无需在机身背面开孔，从而打造出非常一体化的外观设计。vivo X21屏幕指纹版的屏下指纹识别有两种不同的方案，它们分别由由汇顶科技、Synaptics两家不同的供应商提供，其中汇顶科技采用的是IN-display fingerprint sensor，而Synaptics则是Clear ID FS9500光学指纹系列2.0升级版。
除搭载了屏幕指纹技术，X21 还开创性地应用了基于深度神经网络的 2PD 红外人脸解锁技术和 2PD 人像光效技术，以提升用户解锁体验并满足更高的人像图片处理需求。此次 vivo 在 X21 的研发上为提升人脸解锁的性能和场景宽度选择再度与旷视科技Face++合作，并在原有的人脸识别解锁方案上增加了景深技术和近红外技术，实现了 2PD 全像素双核单摄红外人脸解锁，可以让用户无论在室内外还是白天黑夜都能实现毫秒解锁，且不受面部毛发、化妆等微小变化的影响。