如何評價采用全大核 CPU 架構(gòu)的天璣 9300?
臨近年底,手機芯片大廠們又開始卷起來了。 網(wǎng)傳已久的聯(lián)發(fā)科最新旗艦芯片——天璣9300,今天終于揭開了神秘的面紗,來到大家的面前。
這款芯片的各項技術(shù)指標(biāo),絕對能對得起自己的旗艦身份。 它采用了臺積電第三代4nm工藝,在CPU核心上一改往日“大、中、小核搭配”的方式,直接采用了“全大核”結(jié)構(gòu)。具體來說,就是4個Cortex-X4超大核,加上4個Cortex-A720大核,一共“八大核”。
天璣9200+與天璣9300的架構(gòu)對比
這種玩法,在安卓陣營里是開天辟地的第一次,此前從未出現(xiàn)過。 超大核Cortex-X4和大核Cortex-A720,都是ARM在今年5月發(fā)布的最新產(chǎn)品,全部基于最新的ARMv9.2架構(gòu),性能上有顯著提升。 Cortex-X4,屬于ARM的旗艦產(chǎn)品系列——X系列。它是ARM目前的最強核心,專為最高性能設(shè)計,能夠輕松應(yīng)對3A大作。相比于上一代的X3,在同一制程下,X4的單線程性能提升了平均14%,功耗反而降低了40%。 Cortex-A720,定位為中端核心,適合多核心持續(xù)運行的場景,比如多任務(wù)處理、視頻編解碼、網(wǎng)絡(luò)瀏覽等。相比于上一代的A715,在同一制程下,A720的單線程性能提升了平均10%,功耗降低了20%。 在X4和A720的聯(lián)合加持下,天璣9300的表現(xiàn)自然不在話下。 根據(jù)發(fā)布會上的數(shù)據(jù),天璣9300的峰值性能相較上一代提升了40%,功耗節(jié)省了33%。從綜合性能來看,芯片的安兔兔跑分最高可以達到220萬+,超過了友商今年的旗艦(213.9萬)。
多核性能方面,GB6多核跑分直逼8000大關(guān),也是遠遠超過友商同代產(chǎn)品。
█ 全大核的誕生背景
聯(lián)發(fā)科在天璣9300上率先采用了“全大核”架構(gòu),極大提升了性能。他們的這種做法,既在意料之外,也在情理之中。 這兩年,手機App的功能越來越強大,對手機性能的要求也在不斷增加。想要獲得更好的用戶體驗,僅靠軟件優(yōu)化是不夠的,還要依賴硬件算力的支持。
高畫質(zhì)手游的流行,更是對手機硬件性能提出了挑戰(zhàn)。
2010年左右,手機芯片進入了雙核時代。后來,又逐漸演變?yōu)槎嗪?。多核,說白了,就是“以數(shù)量換性能”,將計算負載分擔(dān)到多個核心上,進行分工,以此滿足算力需求。 傳統(tǒng)的大中小核搭配方式,是手機芯片廠商們基于工藝、能耗、成本進行均衡考量的產(chǎn)物。大核是主力,中小核配合,實現(xiàn)一種平衡。 如今,算力需求還在猛漲,大中小核搭配的方式,已經(jīng)沒有可壓榨的性能空間了。將低性能的中小核,替換成高性能的大核,就成了最可行的選項之一。 █ 全大核的技術(shù)挑戰(zhàn)
中小核換成大核,提升性能是必然的。但是,也會帶來代價和挑戰(zhàn)。 首先是成本。 小換大,成本肯定是增加的。這就看芯片的定位了。一般來說,旗艦芯片定位高端,強調(diào)性能,適合采用全大核架構(gòu)。 其次,看技術(shù)可行性。 在小小的芯片上塞入那么多大核,技術(shù)難度極大,要考慮的因素很多。例如:制程工藝,能不能跟得上;狹窄的SoC芯片面積,能不能塞得下;功耗發(fā)熱,能不能扛得住,等等。 聯(lián)發(fā)科既然能夠成功推出天璣9300,就說明這些問題都已經(jīng)被他們一一克服了。這是很不容易的。 我們就拿大家最關(guān)心的功耗問題來看。 全大核架構(gòu),從理論上來說,會顯著功耗。但事實上,如前文所說,天璣9300的功耗不增反降,減少了33%。這是怎么做到的呢? 除了芯片制程升級帶來的幫助之外,全大核之所以能降低功耗,和設(shè)計理念的轉(zhuǎn)變有密切關(guān)系。 天璣9300全面使用了亂序執(zhí)行(out-of-order)的內(nèi)核,允許將多條指令不按程序規(guī)定的順序,分開發(fā)送給各相應(yīng)電路單元進行處理。
這就意味著,應(yīng)用執(zhí)行的效率得以提升,卡頓也能夠減少。 雖然它的瞬時功耗有所增加,但縮短了任務(wù)執(zhí)行時長,整體功耗反而是減小的。
紅色方形的面積是功耗。可以看到,時間短了,功耗減少。
現(xiàn)在芯片制程非常先進,晶圓體越來越小?;诠虘B(tài)電子物理的理論,越小越先進的制程,漏電電流就越大。所以,越早結(jié)束任務(wù),縮短任務(wù)時間,就可以減少漏電,進一步降低功耗。 全大核架構(gòu),基于大核的強悍能力,有利于多線程并行應(yīng)用啟動。系統(tǒng)可以識別重要的任務(wù),并且減少等待時間。當(dāng)資源發(fā)生擁擠時,大核的大算力,也可以及時發(fā)揮作用,快速完成計算。
如今,重載應(yīng)用雙開的場景越來越多。很多用戶喜歡一邊玩游戲,一邊做直播。亦或是一邊玩游戲,一邊看視頻。這對系統(tǒng)的性能要求是很高的。天璣9300采用全大核架構(gòu),可以輕松應(yīng)對這種情況。 根據(jù)測試,原神60fps極高畫質(zhì)與微信視頻通話雙開,天璣9300可以實現(xiàn)全程滿幀運行30分鐘以上。對比傳統(tǒng)架構(gòu),平均幀率增加了15.5%,功耗下降了12.3%。 除了聯(lián)發(fā)科自身針對全大核架構(gòu)進行持續(xù)調(diào)校和優(yōu)化之外,他們還和產(chǎn)業(yè)上下游進行深入合作,挖掘芯片潛力。 聯(lián)發(fā)科是臺積電全球第三大客戶,合作關(guān)系非常緊密,在制程上可以進行特別調(diào)校。在客戶以及生態(tài)伙伴方面,他們也相互協(xié)作,從OS以及APK、APP層面進行深度調(diào)優(yōu)。 █ 聯(lián)發(fā)科的創(chuàng)新基因
天璣9300開創(chuàng)了安卓手機芯片的全大核時代。這是芯片技術(shù)領(lǐng)域的一次重大創(chuàng)新,也是技術(shù)演進的一個重要里程碑。 聯(lián)發(fā)科之所以能夠率先完成這一突破,和他們多年以來的資源投入、技術(shù)積累和創(chuàng)新精神密不可分。 當(dāng)年,正是聯(lián)發(fā)科率先將圖像處理、MP3播放、調(diào)頻收音機等多媒體功能整合到手機芯片中,同時還將Wi-Fi、藍牙、GPS等芯片集成到主板上,推出了前所未有的全套定制化解決方案——“Turnkey Solution”,降低了手機市場的門檻,推動了手機產(chǎn)品的普及。 后來,進入智能機時代,他們積極轉(zhuǎn)型。在4G/5G的機遇下,他們不斷修煉內(nèi)功,進行產(chǎn)品迭代,最終推出了天璣系列SoC芯片,獲得用戶和市場的認可,成功躋身全球一流芯片廠商行列。
天璣系列,總是能帶來驚喜
如今的聯(lián)發(fā)科,每年研發(fā)投入超過40億美元,員工人數(shù)逼近2萬人。他們已連續(xù)3年位居全球智能手機SoC市場份額第一,是當(dāng)之無愧的行業(yè)引領(lǐng)者。 手機SoC芯片的很多技術(shù)創(chuàng)新,都是來自于聯(lián)發(fā)科。他們給產(chǎn)業(yè)生態(tài)帶來了更大的活力,也顯著推動了手機技術(shù)的升級迭代。 █ 天璣9300的APU和GPU
天璣9300的全大核架構(gòu),為整個SoC的性能表現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。除了核心之外,天璣9300的其它配置方面,同樣也是引人注目。 ● APU(人工智能) 天璣9300所集成的MediaTek第七代AI處理器——APU 790,是本次發(fā)布會的另一大亮點。
今年AIGC大火,將生成式AI引入手機終端,也成為手機和芯片廠商的一大任務(wù)。 APU 790專門為生成式AI設(shè)計,算力極為強悍,整數(shù)運算和浮點運算的性能是前一代的2倍,功耗降低了45%。 這款A(yù)PU內(nèi)置了硬件級的生成式AI引擎,可以實現(xiàn)更加高速且安全的邊緣AI計算,深度適配Transformer模型進行算子加速,處理速度是上一代的8倍,1秒內(nèi)可生成圖片。 結(jié)合了混合精度INT4量化技術(shù)和內(nèi)存硬件壓縮技術(shù)NeuroPilot Compression,APU 790可以支持終端運行最高330億參數(shù)的AI大語言模型,遠遠領(lǐng)先于競爭對手。
強大的AI算力,給終端AIGC應(yīng)用創(chuàng)造了條件。大模型與傳統(tǒng)應(yīng)用相結(jié)合,會衍生出更多有趣的玩法。例如聊天時的文詞創(chuàng)作、個人專屬表情包生成、視頻實時個人分身,等等,會讓移動互聯(lián)網(wǎng)社交進入全新的階段。 為了幫助開發(fā)者更高效地部署多模態(tài)生成式AI應(yīng)用,聯(lián)發(fā)科推出了AI開發(fā)平臺NeuroPilot,支持Meta LIama 2、文心一言大模型、百川大模型等前沿主流AI大模型。 ● GPU(游戲) 在GPU方面,天璣9300率先采用新一代旗艦12核GPU,Immortalis-G720。與上一代相比,峰值性能提升46%,相同性能下,功耗節(jié)省40%。 這款GPU的性能到底有強勁,從GFX相關(guān)測項的跑分里就能看出來。 根據(jù)測試結(jié)果,Immortalis-G720在GFX MHT3,1中可以跑出344fps,在GFX Aztec HT可以跑出99fps。 不得不說,聯(lián)發(fā)科這次確實是下了一番真功夫!
前面提到全大核可以更好地滿足多進程運行,保障游戲體驗。全大核,對動態(tài)游戲線程生成也有先天優(yōu)勢,可以支撐先進游戲引擎、數(shù)據(jù)平行工作的處理,游戲?qū)崟r渲染也更加得心應(yīng)手。 性能強勁的GPU,可以帶來更真實、更自然的視覺效果。GPU的高能效,還可以延長游戲的續(xù)航時間。 天璣9300搭載聯(lián)發(fā)科第二代硬件光線追蹤引擎,支持60fps高流暢度的光線追蹤,并帶來游戲主機級的全局光照特效。這讓游戲畫質(zhì)又向前邁了一大步,肯定會提升游戲體驗。 值得一提的是,聯(lián)發(fā)科本次將特有的MAGT游戲自適應(yīng)調(diào)控技術(shù)升級為“星速引擎”,不僅與游戲應(yīng)用廣泛合作,還將拓展更多類型應(yīng)用的生態(tài)合作。
在影像能力、音頻降噪、Wi-Fi、5G和安全方面,天璣9300同樣也有很多的升級。限于篇幅,小棗君就不一一介紹了。 再過幾天,也就是11月13日,vivo即將發(fā)布vivo X100系列,全球首發(fā)搭載天璣9300。到時候,我們就可以正式上手體驗天璣9300,感受全大核的出色性能。 █ 最后的話
總的來說,天璣9300是一款兼顧了性能和功耗的優(yōu)秀旗艦芯片。它的全大核架構(gòu),開創(chuàng)了一個全新的時代,并為AI時代的到來做好了性能算力基石。 終端算力需求的增長是無止境的。全大核的出現(xiàn),可以緩解未來若干年的算力矛盾。但是,更長期的算力需求,還需要更顛覆性的創(chuàng)新手段來滿足。 希望以聯(lián)發(fā)科為代表的芯片廠商,能夠孵化出更多的黑科技,帶給我們更大的驚喜。