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| 本文作者： 任然 | 2018-09-01 23:22 |
雷鋒網(wǎng)消息，在昨晚的IFA大會上，華為消費者業(yè)務CEO余承東面向全球推出了全新處理器麒麟980。
海思半導體一直是華為的關鍵戰(zhàn)略組成部分，它使華為將自己與其他依賴高通等SoC供應商的公司區(qū)分開來。當然這種策略是一把雙刃劍，“梭哈”麒麟SoC意味著芯片的設計必須正確，否則會讓華為手機反陷于不利的競爭地位。
此前的麒麟950是一款令人印象深刻的芯片，它應用了當時最先進的臺積電16nm FF+工藝和Cortex A72架構，這一強強聯(lián)合賦予了麒麟950強大的競爭力，為華為帶來了豐厚的回報。
而后來的麒麟960和麒麟970則展示了這一策略的風險一面。麒麟960是一款使用16nm FFC工藝（比16nm FF+工藝差一些）制造的SoC，被同期使用10nm LPE制程的高通驍龍835和三星Exynos 8895占據(jù)了主導地位；麒麟970雖然換用了臺積電10nm工藝，但卻只使用了Cortex A73架構，而驍龍845則為從Cortex A75優(yōu)化而來的Kryo 385架構。此外這兩代麒麟處理器的GPU能效也受制于孱弱的Arm Mali G71/G72架構而缺乏競爭力。
此次在設計麒麟980時，華為又再次處于一個非常有利的位置上，Arm全新的Cortex A76和Mali G76架構在能效方面均有很大飛躍，而臺積電也在全力推進其7nm制造工藝。
正如昨天發(fā)布會上所見，麒麟980使用了Cortex A76+Cortex A55的DynamIQ CPU集群以及Mali G76 GPU集群。
在以往的設計中，一個集群中的幾個核心都運行在相同的時鐘和電壓上，如果有一個高性能線程需要高性能狀態(tài)，其他線程也要跟著提升頻率，能效比被迫被拉低。而此次海思半導體充分利用了Arm的新DSU集群及異步CPU配置，將麒麟980中Cortex A76架構的高性能CPU集群細分為兩組，各自運行在不同的頻率和電壓上，可有效提升實際使用時的能效比。
兩組Cortex A76 CPU中，高頻率的一組運行在2.6GHz頻率上，比Arm此前公布的3GHz目標要低不少，但高于此前預測的2.5GHz保守頻率。盡管如此，全新的CPU架構仍然帶來了顯著的性能改進，Cortex A76在2.6GHz頻率下的表現(xiàn)仍然非常出色。另一組Cortex A76 CPU的運行頻率為1.92GHz，這應該是一個很好的能效比平衡點，兩組核心可根據(jù)不同使用場景靈活調用。
緩存方面，所有Cortex A76都帶有推薦的512KB L2緩存配置，而A55則采用128KB緩存。在雷鋒網(wǎng)此前分析Cortex A76的文章中曾提到過，在最新的DynamIQ群集配置中，L2緩存是每個CPU核心獨占的。DSU中的L3緩存則為4MB共享式設計，容量為驍龍845的兩倍。
華為表示麒麟980相比麒麟970可獲得75%的性能提升，能耗比則比麒麟970提高58％。華為演講中的PPT腳注顯示其能效數(shù)據(jù)基于Dhrystone，而Dhrystone非常專注于考驗CPU核心，相對在內存等其他方面不會給SoC帶來太大的壓力。
麒麟980使用的Big.middle.little三層結構也帶來了調度方面的復雜性，海思半導體表示其采用了一種新的“靈活調度”機制，但遺憾的是目前尚無更多細節(jié)。在真正拿到第一臺麒麟980設備之前，關于性能和功耗的數(shù)據(jù)僅限于數(shù)據(jù)估算。
經過一些簡單計算后，麒麟980的性能和功耗表現(xiàn)基本與此前Arm發(fā)布Cortex A76架構時推測的情況相差無幾。2.6GHz的Cortex A76性能達到或超過2.7GHz的三星Exynos 9810并無問題，相比驍龍845則可領先30%左右。而7nm工藝下，麒麟980的2.6GHz的Cortex A76核心功耗甚至低于1.8GHz的三星Exynos 9810，能耗比冠絕全場。
麒麟980也是第一款采用Arm全新Mali G76 GPU的SoC。雷鋒網(wǎng)在此前分析Mali G76時曾提到，Mali G76與以往的Bifrost架構有很大的不同，它極大地改變了核心的內部結構。
Mali G76為了提高架構的性能和面積效率，將GPU內的基礎計算模塊的規(guī)模增加了一倍，單個EU內擁有8組FMA和ADD/SF流水線。實際上，一個Mali G76核心的運算資源相當于兩個Mali G72核心。
在紙面上，麒麟980的Mali G76 MP10可能乍一看比麒麟970中的Mali G72 MP12要小，但實際上它相當于Mali G72 MP20，也就是運算資源擴充了66％，這還不包括新架構的運算效率改進。
麒麟970的GPU頻率高達747MHz，但此頻率下的能耗比表現(xiàn)不佳，導致在實際使用中往往由于功耗和發(fā)熱較大而不得不降低運行頻率。據(jù)海思半導體透露，麒麟980的GPU頻率為720MHz，性能相比麒麟970提升46％，能耗比則大幅提升178%。
若以行業(yè)中常用的GFXBench曼哈頓測試為基準，經過一些簡單計算后可得出以下數(shù)據(jù)：
雖然根據(jù)Mali G76規(guī)模的不同，以及不同的測試對像素填充率和算術邏輯運算的負載不同，所得出的測試結果也不盡相同，但不得不說，至少在GFXBench曼哈頓測試這個基準下，麒麟980的絕對性能相較于驍龍845的Adreno 630來說仍然有所不及。
不過，麒麟980的GPU能耗比確實有了相當?shù)娘w躍，華為給出的178%也與在之前分析Mali G76時的推測基本相符。如果在實際設備上也是這樣的水平，則意味著麒麟980跳脫了此前Mali G71/G72的大坑，可持續(xù)功耗水平恢復到了麒麟950的良性水平。
麒麟980使用了LPDDR4X內存控制器，并聲稱在業(yè)內第一個支持了2133MHz內存，帶寬增加13%。麒麟970的缺點之一是內存控制器在較高頻率下非常耗電，希望麒麟980可以解決這一問題，在高頻率下保持較高的效能。
華為在發(fā)布會上公布了一些內存延遲和帶寬數(shù)據(jù)：在GeekBench 4測試中，麒麟980的延遲為138ns，驍龍845則為176ns。不過這些數(shù)據(jù)的參考性有待確認，因為麒麟970和驍龍835的延遲也在138ns左右，并且三星Exynos 9810的表現(xiàn)比它們都要好，其延遲只有78ns。
麒麟980使用了全新的ISP，圖像處理吞吐量提升46％，能夠支持更高分辨率的攝像頭數(shù)據(jù)。新ISP的改進之一是引入用于HDR的10bit圖像處理流水線，這是今年SoC中普遍增加的特性，但由于實際手機產品在色彩管理和屏幕兩方面跟進不足，這一能力實際上很少使用。
新ISP的另一改進是支持“多通道降噪”技術，這聽起來很像今年驍龍845中引入的多幀降噪功能，其降噪基于時間幀而不是空間像素，降噪效果更好且沒有模糊的副作用。此外新ISP還有一個新的視頻編碼管道，可降低33%的視頻捕獲延遲。
不過，麒麟980的視頻編碼能力仍然維持在4K@30fps水平上，這對于一款全新SoC來說是一個競爭劣勢。
麒麟980繼續(xù)改進其神經網(wǎng)絡推理加速架構，并推出全新雙核NPU。新的雙核NPU仍然每次只處理一個模型內核，這意味著單個模型推理的速度可以被加倍。華為表示，麒麟980的全新雙核NPU比麒麟970的NPU快2.2倍，每分鐘可實現(xiàn)4500次推斷。
麒麟980中的全新Cat.21 4G基帶支持4x4 MIMO、1.4Gbps下載速率和2x2 MIMO、200Mbps的上傳速度，同時支持5CA、256QAM、3x載波聚合，堪稱5G到來之前的最強基帶。
除了4G基帶之外，華為還談到了可與麒麟980配套使用的Balong 5000 5G基帶，這種搭配就如同下一代高通驍龍SoC將配套X50基帶一樣。不過華為沒有透露關于二者配套的細節(jié)，只是稱我們將在明年某個時候看到使用麒麟980+ Balong 5000的設備。
在以往的SoC中，華為通常會使用博通的WiFi模塊。博通一直被認為是行業(yè)領先的，市場上的大部分旗艦設備中用的都是博通的WiFi解決方案。
不過此次麒麟980出人意料的使用了全新Hi1103 WiFi模塊，支持802.11ac標準、2x2 MIMO和160MHz頻寬，速度高達1732Mbps。同時Hi1103還支持L1+L5雙頻GPS定位，L5頻段下定位精度可提升10倍。
之前的麒麟960和麒麟970由于工藝和架構的劣勢，在市場競爭中受到很大影響。這次的麒麟980希望能夠解決這些問題，在各方面都有重大改進，使用了臺積電最新的7nm工藝、Arm最新的CPU架構Cortex A76和GPU架構Mali G76，再加上內存控制器、ISP、NPU等模塊的改進，使麒麟980看起來確實是一款非常均衡的SoC，在市場上處于極佳的競爭地位。首部搭載麒麟980處理器的智能手機Mate 20將于10月16日推出，應該是一款值得期待的設備。
via：Anandtech
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