华为史上首款神U具体有多牛——麒麟950之里程碑历史地位详解

真义科技 2024-05-24 09:41:15
1,诞生背景

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。

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