华为史上表现最均衡的神U-麒麟990系列“冰爽体验”之深度探究

1,麒麟990 4G

由于这代的4G版本实际上就是前代麒麟980的“强化版 (制程工艺没升级),所以这代所继承的前代架构之各种优点(CPU和GPU的架构全部没变),还是有必要回顾一下的。

首先,麒麟990的CPU依然采用了名为“麒麟CPU子系统”的三档能效架构——由两个A76超大核(主频2.86Ghz)、两个A76大核(主频2.09Ghz)和四个A55小核(主频1.86Ghz)组成。

此外,前代那个名为“Flex-Scheduling”的智能调度机制也有继承,这个机制不仅能够灵活调用各个核心,还能通过自身强大的AI性能预测手机所需流量的峰值,避免卡顿发生。

也就是说,这代相较于前代,CPU八个核心的主频全都提升了——所以单核性能提升了11%而多核性能则提升了22%。另外这次华为开始“魔改”公版架构了,所以核心能效有所提升。

按照官方的说法,两颗大核的能效提升最大,四颗小核次之,两个超大核能效提升最小。所以,这次在单核功耗方面,是比前代略高一丢丢的。

这就是为什么,在ARM公版CPU架构和制程工艺没变的情况下,这代的功耗能控制那么好之原因所以,采用公版架构只是一个前提,只要设计得好,实际体验好,就是“牛”的表现!

至于“AI性能”,这代的华为自研之达芬奇NPU架构可得好好说说。这个架构具体来说就是,采用3D Cube针对矩阵运算做加速,从而大幅提升单位功耗下的AI算力。

同时,为了提升AI计算的完备性和不同场景的计算效率,达芬奇架构还集成了向量、标量、硬件加速器等多种计算单元。支持多种精度计算,支撑训练和推理两种场景的数据精度要求,实现AI的全场景需求覆盖。

另外这次采用了创新型的“大核+小核”NPU架构,其中的小核专为减小功耗而设计——用来承载智能语音唤醒、语音识别、人脸解锁等计算任务,同时也能唤醒大核并参与共同计算。

最后就是GPU这边,虽然沿用了Mali-G76架构,但核心数从前代的十核增长到了十六核,同时频率从前代的720Mhz降到了600Mhz——可见走的是“大规模低频率”路线。

另外,这次华为在GPU内增加了一个名为“Smart Cache”的智能缓存器件,其能够起到智能分流数据和缓解内部存储器DDR压力的作用,说人话就是——功耗降低了12%

再加上核心频率降低带来的功耗减少,这次的GPU不仅实现了性能的大幅增长(30%有余),功耗还略微降低了好家伙,在制程工艺和架构全都没变的情况下,华为整出花来了!

2,麒麟990 5G

终于,这代更新的“主角”要上场了。这款“牛芯”的头衔甚多,首先,其不仅是全球首款集成了5G基带的旗舰芯片,还是全球首款晶体管数量突破百亿大关的旗舰芯片。

同时,这也是业界首个5G全网通 SoC(且支持SA和NSA)和首款台积电7nm+EUV制程工艺芯片(这个工艺在能效方面有明显提升);此外,在5G速率和5G能效上,亦纷纷破了记录。

另外由于其NPU是基于达芬奇架构的“双大核+单小核”设计,所以在AI算力方面冠绝全球(领先于随后发布的苹果A13)。就算后面骁龙865发布了,也没能撼动麒麟分毫。

其实这代全系在ISP方面也是有进步的,由于采用了全新的ISP 5.0,所以在吞吐率方面提升了15%,同时能效也提升了15%,全面优化了视频拍摄的处理能力。

此外,这代的ISP还全球首发了“双域联合视频降噪技术”——视频降噪能力提升了20%,也就是说在暗光环境下拍视频会更加清晰。再有基于AI分割的实时视频后处理渲染技术,使得手机视频也能拥有电影调色的质感。

另外,其还首次将单反级的“BM3D”技术应用于手机端,从而让照片的降噪能力提升了30%!且基于ISP的能力升级,以及澎湃的AI算力支持,这代还支持炫酷的“Face AR”。

由于麒麟990 5G在CPU架构方面,和麒麟990的区别仅为大核以及小核的主频提升了一些,所以在性能测试的单核跑分方面是没有变化的,在多核性能方面差别也不大。

至于GPU部分,不能说相似,只能说是一模一样;当然,得益于制程工艺的升级,GPU功耗方面还是有略微优势的。同理,CPU部分的功耗表现也更优秀。再加上集成5G基带所产生的功耗优势,这代就是传说中的“冰麒麟”

那么,为什么麒麟990 5G在制程工艺有优势的情况下,不注重性能的提升呢?原因皆在于集成了5G基带——制程工艺提升所节约的面积大部分都用来堆基带了。

3,性能对比

这里就有请麒麟990 5G出战,和现在的一些主流的中端芯片对比一下,看看时隔三年的时间,麒麟的战力如何。首先,来个难度特别高的——高通最新“中端神U”骁龙7+Gen2。

CPU单核性能方面,骁龙有50%以上的优势(毕竟超大核是X2架构),同时单核功耗仅增加了20%(毕竟4nm制程工艺);多核性能方面差距缩小至27%,这方面麒麟表现还不错。

不过,到了GPU环节,差距就比较大了,麒麟较骁龙直接落后了80%有余!功耗表现两者在伯仲之间。当然,麒麟这边只是输给了时间而已,这个比较结果并不意外。

接下来,就请被迫成为“对比型神U”的骁龙870出场。CPU单核性能方面870领先32%,同时功耗也领先20%;多核性能方面麒麟小幅落后9%,可以说差距比较不明显。

GPU性能方面,麒麟落后32%,但是功耗表现较870却有着35%的优势!由此可见,当年华为在麒麟芯片的GPU能效方面,确实是下了一番苦工的——这也是麒麟990系列“钉子户”巨多的关键原因

高通阵营最后再对比个“老中端神U”骁龙778G,CPU性能方面旗鼓相当,GPU性能方面麒麟则大幅领先33%!虽然整体功耗表现778G大幅占优,但那都是架构和制程的功劳。

由于联发科的天玑1080连麒麟980都打不过,这里就不对比了,下面还是和果子的A13比划比划。这个A13的制程工艺和骁龙870一样都是N7P,相较之下麒麟在这方面有一点优势。

CPU单核性能果子虽然是麒麟的1.69倍,但是其功耗却是麒麟的整整两倍!这里虽然麒麟的制程工艺有领先优势,但差距并没有那么大,只能说果子堆料太猛了,功耗也随之升高。

至于多核性能,两者相差较小,麒麟仅落后13%。GPU性能方面果子领先62%,同时功耗也增加了73%,能效表现依然不如麒麟。综合来看,就算对比堆料狂魔果子哥,也是不怂的!

总结:

麒麟990系列最大的优势,就是能效表现,次之则为AI性能。因为其GPU性能虽然进步很大,但依然不敌同时代的骁龙865,至于堆料狂魔果子哥的A13就更不用说了。

所以,在安卓阵营,麒麟990系列主打AI性能,在这方面可以碾压群雄;在苹果那边,比性能虽然不行,但能效表现却更有优势,至于5G和信号两方面,华为则妥妥碾压苹果!

就算到了2023年的今天,其能效表现依然够看,GPU性能也不弱;而且有些搭载麒麟990 5G的机型(例如P40 Pro/Pro+)还拥有90hz的屏幕高刷,再流畅用几年妥妥的!

END

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页面更新:2024-02-24

标签:麒麟   华为   多核   前代   功耗   果子   架构   深度   性能   优势   工艺   系列

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