华为海思的麒麟系列芯片始于2013年尾发布的麒麟 910,此后麒麟 920 系列开始崭露头角,再经过麒麟 930 系列的平稳过渡后,2015年十一月份极具里程碑意义的麒麟 950 终于横空出世!
那年高通的“火龙810”已经祸害了几乎所有知名的手机厂商,同期三星史上唯一的“超神U”—— Exynos7420 趁势崛起,而海思则是在麒麟 930 系列的掩护下默默“憋大招”。
原来,麒麟团队早在2013年底的时候就和台积电开始合作研发 16nm 制程芯片了,并且在2014年四月份就实现了首次投片,初步解决了晶体管制程工艺达到 20nm 以下时的高漏电率问题。
官方宣称,麒麟 950 作为业界首款采用台积电 16nm FinFET Plus (16nm增强版) 工艺的SoC,相较于前代的 28nm HPM 工艺,性能提升 65% 的同时还能节省 70% 的功耗。
由此可见,这一代半的升级堪称质的飞跃!就算不跟 28nm 工艺比,相较于“火龙810”所采用的台积电 20nm 工艺,也有 40% 的性能升幅和 60% 的功耗降幅。因此,台积电的 20nm 制程工艺之拉胯可见一斑(所以后面高通转向了三星代工)!
同时,这代大核所基于的 A72 架构相较于ARM的前代公版 A57 架构,能效升级也很明显——在性能提升 11% 的同时功耗还下降了 20%(“火龙810”就是采用的 A57 架构)。
落到实处,麒麟 950 的四颗 Cortex-A72 大核 (主频2.3Ghz),相较于前代的超频版麒麟 935,在 CPU 整体性能翻倍的情况下,单核峰值功耗仅为 1.5W ——能耗比一如工艺进步般飞跃式提升!
这代的四颗 Cortex-A53 小核相较于前代架构不变,主频提升至 1.81 Ghz,依然和前代一样与四颗大核共同组成“big.LITTLE”八核CPU架构,在核心调度方面也继承了前代的优秀表现。
GPU 方面,迭代到了ARM的 Mali-T880 架构,拥有四个核心,频率为 900 Mhz,性能也是翻倍式提升!可见,相较于前代,麒麟 950 的整体性能提升幅度达到了 100%!极具里程碑意义。
2,其它升级通过上面的比较可以发现,在海思历史上,麒麟 950 的整体性能升级可谓是“前无古人后无来者”级别的。此外,麒麟 950 作为综合性 SoC,还集成了其它升级明显的功能部分。
例如智能感知部分,就升级为了全新的 i5 协处理器,其可与 CPU 的八颗核心共享资源,以极低的功耗使手机处于“Always Sensing”状态,将功耗从前代的 90mA 骤降至 6.5mA!功耗降幅高达 90% 以上。
究其原因,除了制程工艺大升级之外,还因为其核心升级为了全新的 Cortex-M7 架构——相较于前代 i3 协处理器所基于的 Cortex-M3 架构其性能提升了四倍之多!
此外,i5 协处理器搭配华为最新的 FLP 定位机制,还能实现 GPS、基站、WiFi、Sensor 混合定位,从而实现室内、高架桥、高楼区等场景的精准连续定位之优秀体验。
其它方面,射频芯片也升级到了全新的版本——除了支持单芯片载波聚合功能之外还支持更宽的频段范围。也就是说,这一颗新芯可顶之前两颗旧芯,集成度更高故功耗更低;同时还支持更广泛的全球漫游,基本上达到全球范围无死角。
可惜基带芯片没有升级,采用的依然是自研巴龙 720,同样支持 LTE Cat6,以及 Volte 4G(“Voice over LTE”的缩写,能够在单一的4G网路上同时解决通话和上网两大功能)。
另外,这代首次集成了全新自研双核 14-bit ISP,可谓是重大升级——不仅功耗更低其吞吐率性能还飞跃式地提升了 4 倍(高达960MPixel/s)!完美支持 4K/60fps 的视频录制。
其除了支持在线双1300万像素传感器外,还最高支持3200万像素传感器。此外,还支持混合对焦技术,可以根据拍照场景自适应选择对焦方式,从而实现快速对焦。再配合全新的独立 DSP 后期处理,就能够提供更好的图像质量、色彩和特效。
此外,这次还加入了硬件级的人脸检测技术,可让人脸识别率更高、速度更快。同时还能自动识别场景,实现 35 张的连续识别跟踪能力,并提供了更多滤镜效果给用户选择。
最后,这代还集成了自研的音视频解码芯片,从而得以支持 Hi-Fi DSP 音频处理和 4K H.265 视频解码。结合全新的系统总线以及新支持的 LPDDR4 内存,这代可谓焕然一新!
最后华为表示,快速响应(取决于芯片 Boost 性能)和流畅不卡顿(取决于芯片持续性能),是相关影响用户体验的两个关键因素。于是,便有了针对前者的“启发式智能调度算法”,其可实现需要 Boost 的地方提前预判,完成后迅速收回,不积累额外热量。
官方宣称其 Boost 性能相较于前代,会有 100% 的提升——能做到 100 毫秒内响应!而持续性能也有 56% 的提升,能够保证每秒 60 帧的流畅体验。同时,待机方面也进行了优化。
3,当时表现由于这款神 U 的年代比较“久远”,所以跟同时代的友商旗舰芯比划比划就行了。首先要比的,就是较其晚五天发布的高通骁龙 820 处理器,看看麒麟 950 还能不能继续牛。
CPU 方面,单核性能两者旗鼓相当,但麒麟的能效表现更为优秀(可见三星的 14nm 工艺水分比较大,参考 iPhone6S 系列的“芯片门”);多核性能方面,由于骁龙仅为四核架构故落后幅度超 50%。
不过在 GPU 性能方面,麒麟就被碾压了——仅为对方的三分之一(能耗比也仅为对方的二分之一,当时的ARM公版GPU太弱了)!高通自研的 Adreno GPU 还是太强了。
那年三月份发布的三星 Exynos7420 虽为神U,但整体架构落后于麒麟950,故不适合对比。要比只能拿其第一代自研 CPU 核心架构的 Exynos8890,刚好比骁龙820晚一天发布。
CPU 方面,单核性能猎户座有 10% 的优势,多核性能则麒麟略强。但是,猎户座的单核功耗比麒麟高很多——三星自研的 M1 大核能效表现就是这么拉胯,所以三星的自研之旅结果早已注定。
GPU 方面,两者虽然用了同样的 ARM 公版架构,但三星竟丧心病狂地将核心数堆到了十二核!毫无疑问猎户座的 GPU 性能碾压麒麟,但能耗比方面就很难看了。
接下来,胆子再大一些,挑战一下苹果历史上最出名的神U——A9处理器。CPU 方面,单核性能苹果大幅领先 60%,果子在核心堆料方面是出名的,所以有这个成绩并不意外。
但是任凭果子的单核面积再大,凭双核也敌不过麒麟的八核,所以多核性能就变成麒麟领先 37% 了。不过,苹果的单核能效表现并不差,这还是在制程工艺仅为台积电 16nm 情况下取得的成绩。
GPU 性能方面,苹果的领先优势扩大到翻倍有余,同时能效表现优异,可见当时苹果坚持半定制 GPU 架构是受益匪浅的。假如单看性能端表现的话,2015年 A9 无疑最佳。
总结:可以看出,麒麟 950 处理器相较于同期友商的旗舰芯来说,仅 GPU 整体表现明显落于下风;但是其 CPU 整体能效表现以及多核性能却处于明显优势状态,所以综合来说瑕不掩瑜,已经很优秀了。
除了CPU性能端有里程碑意义之外,这代的自研 ISP 对于华为来说也是至关重要的技术里程碑——往后华为在手机影像方面取得的巨大成就离不开这方面之突破。同时,这代的自研音视频解码芯片也是一大技术突破,新架构协处理器亦是一大亮点。
至于缺点,除了上面说到的拉胯公版 GPU 架构之外,还有基带芯片方面的遗憾。当时麒麟 950 发布的前一两天,巴龙 750 基带已经单独发布了,这说明华为不是没能力而是觉得没必要(官方解释国内用不到那些频段)。
但华为官方很明显低谷了麒麟 950 的服役年限,假如当时能上最新基带的话那老用户后面肯定用得更舒服一些。当然,该神 U 的历史光环并不会因此而黯淡——往后麒麟的巅峰在其奠基之下将很快到来。