華爲史上首款神U具體有多牛——麒麟950之裏程碑曆史地位詳解

真義科技 2024-05-24 09:41:15
1,誕生背景

華爲海思的麒麟系列芯片始于2013年尾發布的麒麟 910,此後麒麟 920 系列開始嶄露頭角,再經過麒麟 930 系列的平穩過渡後,2015年十一月份極具裏程碑意義的麒麟 950 終于橫空出世!

那年高通的“火龍810”已經禍害了幾乎所有知名的手機廠商,同期三星史上唯一的“超神U”—— Exynos7420 趁勢崛起,而海思則是在麒麟 930 系列的掩護下默默“憋大招”。

原來,麒麟團隊早在2013年底的時候就和台積電開始合作研發 16nm 制程芯片了,並且在2014年四月份就實現了首次投片,初步解決了晶體管制程工藝達到 20nm 以下時的高漏電率問題。

官方宣稱,麒麟 950 作爲業界首款采用台積電 16nm FinFET Plus (16nm增強版) 工藝的SoC,相較于前代的 28nm HPM 工藝,性能提升 65% 的同時還能節省 70% 的功耗。

由此可見,這一代半的升級堪稱質的飛躍!就算不跟 28nm 工藝比,相較于“火龍810”所采用的台積電 20nm 工藝,也有 40% 的性能升幅和 60% 的功耗降幅。因此,台積電的 20nm 制程工藝之拉胯可見一斑(所以後面高通轉向了三星代工)!

同時,這代大核所基于的 A72 架構相較于ARM的前代公版 A57 架構,能效升級也很明顯——在性能提升 11% 的同時功耗還下降了 20%(“火龍810”就是采用的 A57 架構)。

落到實處,麒麟 950 的四顆 Cortex-A72 大核 (主頻2.3Ghz),相較于前代的超頻版麒麟 935,在 CPU 整體性能翻倍的情況下,單核峰值功耗僅爲 1.5W ——能耗比一如工藝進步般飛躍式提升!

這代的四顆 Cortex-A53 小核相較于前代架構不變,主頻提升至 1.81 Ghz,依然和前代一樣與四顆大核共同組成“big.LITTLE”八核CPU架構,在核心調度方面也繼承了前代的優秀表現。

GPU 方面,叠代到了ARM的 Mali-T880 架構,擁有四個核心,頻率爲 900 Mhz,性能也是翻倍式提升!可見,相較于前代,麒麟 950 的整體性能提升幅度達到了 100%!極具裏程碑意義。

2,其它升級

通過上面的比較可以發現,在海思曆史上,麒麟 950 的整體性能升級可謂是“前無古人後無來者”級別的。此外,麒麟 950 作爲綜合性 SoC,還集成了其它升級明顯的功能部分。

例如智能感知部分,就升級爲了全新的 i5 協處理器,其可與 CPU 的八顆核心共享資源,以極低的功耗使手機處于“Always Sensing”狀態,將功耗從前代的 90mA 驟降至 6.5mA!功耗降幅高達 90% 以上。

究其原因,除了制程工藝大升級之外,還因爲其核心升級爲了全新的 Cortex-M7 架構——相較于前代 i3 協處理器所基于的 Cortex-M3 架構其性能提升了四倍之多!

此外,i5 協處理器搭配華爲最新的 FLP 定位機制,還能實現 GPS、基站、WiFi、Sensor 混合定位,從而實現室內、高架橋、高樓區等場景的精准連續定位之優秀體驗。

其它方面,射頻芯片也升級到了全新的版本——除了支持單芯片載波聚合功能之外還支持更寬的頻段範圍。也就是說,這一顆新芯可頂之前兩顆舊芯,集成度更高故功耗更低;同時還支持更廣泛的全球漫遊,基本上達到全球範圍無死角。

可惜基帶芯片沒有升級,采用的依然是自研巴龍 720,同樣支持 LTE Cat6,以及 Volte 4G(“Voice over LTE”的縮寫,能夠在單一的4G網路上同時解決通話和上網兩大功能)。

另外,這代首次集成了全新自研雙核 14-bit ISP,可謂是重大升級——不僅功耗更低其吞吐率性能還飛躍式地提升了 4 倍(高達960MPixel/s)!完美支持 4K/60fps 的視頻錄制。

其除了支持在線雙1300萬像素傳感器外,還最高支持3200萬像素傳感器。此外,還支持混合對焦技術,可以根據拍照場景自適應選擇對焦方式,從而實現快速對焦。再配合全新的獨立 DSP 後期處理,就能夠提供更好的圖像質量、色彩和特效。

此外,這次還加入了硬件級的人臉檢測技術,可讓人臉識別率更高、速度更快。同時還能自動識別場景,實現 35 張的連續識別跟蹤能力,並提供了更多濾鏡效果給用戶選擇。

最後,這代還集成了自研的音視頻解碼芯片,從而得以支持 Hi-Fi DSP 音頻處理和 4K H.265 視頻解碼。結合全新的系統總線以及新支持的 LPDDR4 內存,這代可謂煥然一新!

最後華爲表示,快速響應(取決于芯片 Boost 性能)和流暢不卡頓(取決于芯片持續性能),是相關影響用戶體驗的兩個關鍵因素。于是,便有了針對前者的“啓發式智能調度算法”,其可實現需要 Boost 的地方提前預判,完成後迅速收回,不積累額外熱量。

官方宣稱其 Boost 性能相較于前代,會有 100% 的提升——能做到 100 毫秒內響應!而持續性能也有 56% 的提升,能夠保證每秒 60 幀的流暢體驗。同時,待機方面也進行了優化。

3,當時表現

由于這款神 U 的年代比較“久遠”,所以跟同時代的友商旗艦芯比劃比劃就行了。首先要比的,就是較其晚五天發布的高通骁龍 820 處理器,看看麒麟 950 還能不能繼續牛。

CPU 方面,單核性能兩者旗鼓相當,但麒麟的能效表現更爲優秀(可見三星的 14nm 工藝水分比較大,參考 iPhone6S 系列的“芯片門”);多核性能方面,由于骁龍僅爲四核架構故落後幅度超 50%。

不過在 GPU 性能方面,麒麟就被碾壓了——僅爲對方的三分之一(能耗比也僅爲對方的二分之一,當時的ARM公版GPU太弱了)!高通自研的 Adreno GPU 還是太強了。

那年三月份發布的三星 Exynos7420 雖爲神U,但整體架構落後于麒麟950,故不適合對比。要比只能拿其第一代自研 CPU 核心架構的 Exynos8890,剛好比骁龍820晚一天發布。

CPU 方面,單核性能獵戶座有 10% 的優勢,多核性能則麒麟略強。但是,獵戶座的單核功耗比麒麟高很多——三星自研的 M1 大核能效表現就是這麽拉胯,所以三星的自研之旅結果早已注定。

GPU 方面,兩者雖然用了同樣的 ARM 公版架構,但三星竟喪心病狂地將核心數堆到了十二核!毫無疑問獵戶座的 GPU 性能碾壓麒麟,但能耗比方面就很難看了。

接下來,膽子再大一些,挑戰一下蘋果曆史上最出名的神U——A9處理器。CPU 方面,單核性能蘋果大幅領先 60%,果子在核心堆料方面是出名的,所以有這個成績並不意外。

但是任憑果子的單核面積再大,憑雙核也敵不過麒麟的八核,所以多核性能就變成麒麟領先 37% 了。不過,蘋果的單核能效表現並不差,這還是在制程工藝僅爲台積電 16nm 情況下取得的成績。

GPU 性能方面,蘋果的領先優勢擴大到翻倍有余,同時能效表現優異,可見當時蘋果堅持半定制 GPU 架構是受益匪淺的。假如單看性能端表現的話,2015年 A9 無疑最佳。

總結:

可以看出,麒麟 950 處理器相較于同期友商的旗艦芯來說,僅 GPU 整體表現明顯落于下風;但是其 CPU 整體能效表現以及多核性能卻處于明顯優勢狀態,所以綜合來說瑕不掩瑜,已經很優秀了。

除了CPU性能端有裏程碑意義之外,這代的自研 ISP 對于華爲來說也是至關重要的技術裏程碑——往後華爲在手機影像方面取得的巨大成就離不開這方面之突破。同時,這代的自研音視頻解碼芯片也是一大技術突破,新架構協處理器亦是一大亮點。

至于缺點,除了上面說到的拉胯公版 GPU 架構之外,還有基帶芯片方面的遺憾。當時麒麟 950 發布的前一兩天,巴龍 750 基帶已經單獨發布了,這說明華爲不是沒能力而是覺得沒必要(官方解釋國內用不到那些頻段)。

但華爲官方很明顯低谷了麒麟 950 的服役年限,假如當時能上最新基帶的話那老用戶後面肯定用得更舒服一些。當然,該神 U 的曆史光環並不會因此而黯淡——往後麒麟的巅峰在其奠基之下將很快到來。

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