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【轉(zhuǎn)】華為史上最牛的中端神U——首發(fā)達(dá)芬奇架構(gòu)之麒麟810全解析

2023-08-21 20:45 作者:司馬逸r 0人讀過(guò) | 我要投稿

?華為史上最牛的中端神U——首發(fā)達(dá)芬奇架構(gòu)之麒麟810全解析

真義科技

2023-08-18 20:14廣東優(yōu)質(zhì)數(shù)碼領(lǐng)域創(chuàng)作者,活力創(chuàng)作者

關(guān)注

導(dǎo)語(yǔ)：

遙想2016年、2017年、2018年的時(shí)候，手機(jī)用戶腦海里中端芯片市場(chǎng)的神U基本都是驍龍 625、660、710 之類(lèi)的高通芯片，這段時(shí)期華為的麒麟芯片在該領(lǐng)域存在感還比較弱。

雖然2016年的麒麟650表現(xiàn)還不錯(cuò)，但若讓其與驍龍625一較高下的話，確實(shí)是完全打不過(guò)。至于2017年推出的幾款“超頻版”，就更沒(méi)有一戰(zhàn)之力了。直至2018年七月份推出了一款在名字上“碰瓷”驍龍的麒麟710，情況才有了一點(diǎn)好轉(zhuǎn)。

當(dāng)然，麒麟710雖進(jìn)步很大，但較驍龍710的差距也很大。就在世人以為華為在中端芯片市場(chǎng)上將一直被高通打壓之時(shí)，2019年六月份竟蹦出了個(gè)石破天驚的中端芯片——麒麟810出來(lái)！

1，達(dá)芬奇架構(gòu)

達(dá)芬奇 NPU 最早是搭載于2018年之云端 AI 芯片——昇騰910和昇騰310上的，到了麒麟810這代才首次被運(yùn)用于華為終端芯片上。之前在終端芯片的 NPU 部分，華為用的都是寒武紀(jì) IP。

而這次在麒麟810上首次采用的自研達(dá)芬奇 AI 架構(gòu)，其特點(diǎn)是在一個(gè)Core里面同時(shí)擁有三個(gè)不同的計(jì)算單元，這樣就可以針對(duì)不同的計(jì)算場(chǎng)景提供算力。

當(dāng)然，華為做的并非簡(jiǎn)單將不同運(yùn)算架構(gòu)放在一個(gè)Core里，而是做出了一整套解決方案。從設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇和運(yùn)算，到存儲(chǔ)的比例，還有軟件工具等，皆處理到位。

如上圖所示，在達(dá)芬奇Core中，存儲(chǔ)單元、控制單元、三個(gè)計(jì)算單元分工明確，協(xié)調(diào)一致。其中三個(gè)運(yùn)算單元也是各司其職，3D Cube 負(fù)責(zé)高算力任務(wù)，2D Vector 則更靈活可完成與前者互補(bǔ)的工作，1D Scalar 則主管流程控制。

而在這三個(gè)計(jì)算單元中，表現(xiàn)最出彩的就是華為深度優(yōu)化之 3D Cube 計(jì)算單元。其通過(guò)極致的算法和巧妙的定制電路，從而實(shí)現(xiàn)能夠顯著縮短計(jì)算周期的16*16*16運(yùn)算結(jié)構(gòu)。

打個(gè)簡(jiǎn)單比方，假如要計(jì)算一套矩陣的乘法 CPU 需要耗時(shí) 163 個(gè)時(shí)鐘周期，那么 GPU 由于擁有并行計(jì)算能力就能把耗時(shí)減至 16 個(gè)時(shí)鐘周期，而達(dá)芬奇架構(gòu)的 3D Cube 計(jì)算單元僅需耗時(shí) 1 個(gè)時(shí)鐘周期即可完成！

在 16 位浮點(diǎn)運(yùn)算精度和 INT8 量化精度方面，麒麟810皆處于業(yè)界領(lǐng)先地位。落到實(shí)處，其 ETH AI Benchmark 跑分超過(guò)了 32000 分——大幅超越了高通旗艦驍龍855的25000分！

此外華為還開(kāi)放了自研中間算子格式IR，其算子數(shù)量超過(guò)了 240 個(gè)！簡(jiǎn)單說(shuō)就是大大增強(qiáng)了華為 HiAI 移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)的兼容性和易用性，這是給開(kāi)發(fā)者釋放的友好信號(hào)。

說(shuō)到 HiAI，其始于麒麟970那代。而 2.0 版本則支持更多設(shè)備并提升了性能，這為麒麟810能夠?qū)崿F(xiàn)多種 AI 功能（AI影像、AI游戲、AI美音等）提供了強(qiáng)大支持。

2，CPU 和 GPU

實(shí)際上麒麟810和之前旗艦端的麒麟980有很多相似之處，例如同樣基于臺(tái)積電 7nm 制程工藝打造，大小核架構(gòu)一致且大核同樣基于 Cortex-A76 架構(gòu)魔改。

也就是說(shuō)，麒麟810也有可以通過(guò) AI 能力進(jìn)行調(diào)頻調(diào)度的能力（預(yù)測(cè)負(fù)載為大小核的靈活調(diào)度提供支持），但由于其 AI 性能更強(qiáng)，所以在使用流暢性和待機(jī)功耗上皆有亮眼表現(xiàn)。

不過(guò)，由于定位問(wèn)題，麒麟810的 CPU 架構(gòu)被設(shè)計(jì)成了兩顆主頻為 2.27 Ghz 的大核加六顆主頻為 1.88 Ghz的 A55 小核之組合，比較側(cè)重能效表現(xiàn)。

假如和前代麒麟710比較的話，由于各方面條件都相差甚遠(yuǎn)，其領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)巨大也就不足為奇了。所以，膽子大一點(diǎn)，就和旗艦端的麒麟980比比看，這樣其具體有多牛就一目了然了。

CPU單核性能方面，麒麟810落后 18%，多核性能則落后 32%。但是，麒麟980的單核峰值功耗卻是麒麟810的近 1.5 倍！可見(jiàn)，在單核性能相差不大的情況下，麒麟810的能效表現(xiàn)很亮眼。

GPU方面，麒麟810集成了六核心的 Mali-G52，頻率為 820 Mhz。GPU性能麒麟980領(lǐng)先 65%，但其峰值功耗卻是麒麟810的兩倍！可見(jiàn)麒麟810的GPU能效表現(xiàn)依然亮眼。

官方宣稱(chēng)麒麟 810 的研發(fā)歷時(shí)三年，期間投入了數(shù)億美元，有超過(guò) 1000 多名半導(dǎo)體設(shè)計(jì)與工藝專(zhuān)家參與其中，耗費(fèi)了 5000 多塊工程驗(yàn)證開(kāi)發(fā)板，方才大功告成。

之所以耗費(fèi)如此巨大，皆是因?yàn)樵谛酒O(shè)計(jì)時(shí)，物理準(zhǔn)備、邏輯設(shè)計(jì)難度都會(huì)成倍提升，而且是非線性的指數(shù)型提升。此外還要進(jìn)行各種可靠性測(cè)試，保證產(chǎn)品在底層應(yīng)用時(shí)不會(huì)有什么問(wèn)題。

其實(shí)麒麟 980 的研發(fā)過(guò)程和開(kāi)發(fā)情況與此完全一致，大概率這兩款芯片是一起立項(xiàng)的。另外，有國(guó)外調(diào)研機(jī)構(gòu)說(shuō)臺(tái)積電 7nm 晶圓比10nm貴了接近 20%，由此可見(jiàn)華為是真舍得！

3，憶當(dāng)年勇

接下來(lái)就看一下和麒麟 810 同年發(fā)布的主流中端芯片中，到底有沒(méi)有能打的。按時(shí)間先后順序來(lái)比，這樣首先出場(chǎng)的就是2019年二月份發(fā)布之驍龍712。

由于這個(gè)時(shí)間點(diǎn)麒麟810還沒(méi)出來(lái)，所以高通在放心地?cái)D牙膏——驍龍712實(shí)際上就是2018年中端神U驍龍710的超頻版，所以其打不過(guò)麒麟 810 就不奇怪了。接下來(lái)要比的就是當(dāng)年四月份發(fā)布之驍龍730G。

這個(gè)就比較猛了，制程工藝和架構(gòu)全面升級(jí)。落到實(shí)處，CPU整體性能方面麒麟 810 領(lǐng)先 10%，GPU性能則領(lǐng)先 13%。由于驍龍730G制程工藝為三星 8nm，所以能效方面完敗。

接下來(lái)的七月份，誕生了聯(lián)發(fā)科 G90T 這款游戲處理器——“發(fā)哥”也是比較牛別人都 10nm 以內(nèi)的制程了他還用臺(tái)積電 12nm 工藝，那么就看一下其有何特別之處吧。

CPU整體性能方面，麒麟 810 的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)差不多有 20%，GPU性能則繼續(xù)領(lǐng)先 17%。至于能效表現(xiàn)，麒麟用全方位明顯更低的峰值功耗跑出了明顯更高的性能！原來(lái)“發(fā)哥”的特別之處就是——在拉胯方面從沒(méi)讓人失望過(guò)......

再接下來(lái)的十二月份，又誕生了基于三星 7nm EUV 工藝的驍龍765G。這次在制程工藝方面兩者算是站在了同一起跑線上，因?yàn)槿沁@個(gè)制程的晶體管密度和臺(tái)積電7nm差不多。

首先，CPU整體性能方面，麒麟710和驍龍765G可謂棋逢對(duì)手，難分伯仲。但是，在單核峰值功耗方面，驍龍卻明顯高過(guò)麒麟——能效表現(xiàn)方面掉鏈子了。

GPU性能方面驍龍有 9% 的小幅優(yōu)勢(shì)，同時(shí)峰值功耗還更低，可見(jiàn)在GPU性能和能效兩方面麒麟都遺憾落敗。由此可見(jiàn)，高通真正發(fā)力起來(lái)，在中端的 Adreno GPU 自研架構(gòu)上也是能擠出不少牙膏的。

但是，驍龍765G比麒麟810晚了五個(gè)月發(fā)布，其商用的時(shí)間段已經(jīng)是2020年了。而到了這年的三月份，麒麟820已登場(chǎng)，這直接將一眾高通 7 系掀翻了在地——麒麟 8 系輝煌得以延續(xù)。

尾聲：

搭載麒麟 810 的華為系手機(jī)雖然不是很多，但幾乎款款經(jīng)典，從首發(fā)機(jī)型 Nova5 算起，后面接著的就是榮耀 9X 系列、Nova5i Pro、Nova5z、榮耀20s、Nova6 SE、榮耀Play 4T Pro。

總共八款機(jī)型，至今依然有不少老用戶。這多虧了華為在系統(tǒng)底層不懈的努力以及鴻蒙系統(tǒng)的持續(xù)優(yōu)化，例如2019年相繼推出的超級(jí)文件系統(tǒng)和方舟編譯器，再加上之前推出的 GPU Turbo 和 Link Turbo 兩大技術(shù)，用戶體驗(yàn)自然到位。

當(dāng)然系統(tǒng)搞得再好，處理器不行也是白搭，而這也是麒麟 810 作為中端神U的最大意義——在軟硬一體方面盡職貢獻(xiàn)自身高上限的各項(xiàng)潛能，不斷發(fā)光發(fā)熱，為用戶的各項(xiàng)日常體驗(yàn)護(hù)航。

END

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帥帥的海少

差不多四年還在用就是電池不行了

08-20 19:38

廣西

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