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天玑9000深度解析:強半代的性能,強2代的能耗比

聯發科的崛起,打破了移動平台沉悶的SoC市場格局,天玑9000和骁龍8 Gen 1的性能測試都已經解禁,我們現在就來分析一下這兩個2022年的旗艦禦用SoC。

天玑9000深度解析:強半代的性能,強2代的能耗比

規格對比分析

高通骁龍8 Gen 1在12月1日釋出,三星4nm工藝,X2超大核(1MB L2)+3顆A710大核(3x512KB L2)+4顆A510小核(2x256KB L2),頻率分别是3.0GHz+2.5GHz+1.8GHz。雖然不再用數字字尾,但GPU終于跨代到Adreno 700系列。

天玑9000深度解析:強半代的性能,強2代的能耗比

聯發科天玑9000在11月19日釋出,台積電4nm工藝,同樣是X2超大核(1MB L2)+3顆A710大核(3x512KB L2)+4顆A510小核(2x256KB L2),頻率分别是3.05GHz+2.85GHz+1.8GHz。GPU也用了新架構Mali-G710 MC10,這一代的GPU核心規模翻倍,實際接近于以前的MC20。

包括“一顆恒久遠”的A55在内,這次所有的架構都更新了,邁Armv9指令集的新時代。兩家都用了A510的新特性,4顆小核是2+2結構,分别共享256KB的L2緩存。

關鍵差别:

大核頻率:天玑9000的3顆A710頻率高達2.85GHz,比絕大部分SoC的超大核頻率都高,高通這邊“隻有”2.5GHz,頻率差14%;

記憶體支援:天玑9000首發了7500Mbps LPDDR5x記憶體支援,骁龍8 Gen 1依然是6500Mbps的LPDDR5,頻率差距15.4%。暫時還沒大規模量産的LPDDR5x記憶體,但2022年就很難說了;

緩存:骁龍8 Gen 1是6MB L3緩存+4MB的SLC(系統級緩存),而天玑9000是更誇張的8MB L3和6MB SLC,分别大33%和50%。作為參考,骁龍845和骁龍855時代是2MB L3+3MB SLC,骁龍865和骁龍888都是4MB L3+3MB SLC。天玑9000的L3就比888的L3+SLC加起來還大了1MB……

APU:高通是混合架構,沒有單獨的APU,相關負載由Hexagon DSP/CPU/GPU完成,第7代AI引擎隻公布性能提升4倍,能效提高1.7倍的資料。聯發科是第五代獨立APU 590,6核心,混合精度設計,宣稱性能和能效均提升4倍。

ISP:兩邊都是3個18bit ISP。高通Spectra同樣隐掉了數字字尾,最高支援2億像素照片拍攝,每秒32億像素的處理能力,加入了始終線上的低功耗ISP負責面部解鎖等功能。而天玑9000是Imagiq 790,三個18bit ISP都支援三重曝光,可同時處理18bit HDR視訊,最高可支援3.2億像素攝像頭,處理速度每秒90億像素,資料處理速度是骁龍8 Gen 1的2.8倍有餘。

除了沒有詳細資料,無法直接比較的GPU,聯發科天玑9000是教科書式的“大力出奇迹”,幾乎所有能堆的規格全都堆爆了,有更先進的制程、頻率高、緩存大,最誇張的ISP吞吐量相差1.8倍。

性能實測

天玑9000深度解析:強半代的性能,強2代的能耗比

天玑9000工程機沒有完備的散熱設計,用的是12GB的LPDDR5 6400Mbps記憶體+256GB UFS 3.1閃存和LCD屏(宣稱比A屏功耗高0.6W)。下面引用的高通QRD是周邊完善的測試機,而moto edge X30則是量産機。測試條件上,聯發科本身就讓了一步,量産機成績大機率會強于工程機。

聯發科工程機用的GeekBench、GFXBench和安兔兔都是離線的版本,但子項目和最新版沒有大出入,可以橫向對比。

天玑9000深度解析:強半代的性能,強2代的能耗比
天玑9000深度解析:強半代的性能,強2代的能耗比

GeekBench 5測試,我們加入骁龍888+、麒麟9000、蘋果的A13、A14、A15祖孫三代的對比,而A15又包括iPhone 13 Pro系列上的滿血版、iPhone 13/13 mini那個4核GPU的青春版、iPad mini 6那個CPU和GPU降頻的Max-Q版。

結果上看,規格相近、頻率相差1.67%的兩顆X2超大核,單核成績差3.35%,差距不大。但多核成績上,天玑9000以4291分的成績超越A14,把安卓陣營的分數往前推了一大步,斷崖式抛離高通14.1%。

天玑9000深度解析:強半代的性能,強2代的能耗比

GeekBench 5的子項目對比,加入骁龍888和888+陪跑。就算是規格和成績接近的X2超大核,高通和聯發科的調教和側重點都是不太一樣的。天玑9000在PDF渲染、高斯模糊、圖像壓縮等項目明顯更強,幅度都達到10%或以上。

多核子項目,天玑9000在總分強14%的情況下,浮點分領先21%。再看單核和多核的比值變化,天玑9000的2.85GHz超高頻A710貌似在HTML5和Clang測試偏弱,前者幅度9%,但卻在光線追蹤和機器學習項目強了30%以上,“安卓CPU大佬”的位置是坐實了。

兩者的CPU頻率差異,集中在A710大核上,骁龍8 Gen 1的3顆A710大核是2.5GHz、天玑9000是2.85GHz,頻率差14%。但兩者GeekBench“多核-單核”的成績相差19.3%,顯然比14%的頻率差異大,我們推測之間的差距主要來自于天玑9000的大緩存,畢竟L3和SLC分别有33%和50%的差距,而差異巨大的子項目往往也是對緩存敏感的測試。

這裡要說明的是,骁龍8 Gen 1量産機的多核成績有在進步,從最開始不敵骁龍888+到現在小超一點。而其他媒體老師的天玑9000工程機,也有跑到4317分的,極客灣的測試結果甚至沖上4400分大關。現在兩邊的峰值還未完全定下來,僅供參考。

天玑9000深度解析:強半代的性能,強2代的能耗比

GPU性能方面,我們使用GFXBench對比,此處引入肥威老師獨有的骁龍8 Gen 1 QRD(風扇散熱)資料作為參考。這是骁龍8 Gen 1最強的部分,比骁龍888+強42%到52%之間,高通終于可以和蘋果A15打個有來有回,和天玑9000的差距在11.4%左右。

但進步幅度更誇張的是天玑9000,表現遠比預想中強,在高壓力的Aztec測試裡甚至小勝iPhone 13上的4核GPU的“青春版A15”(強6%),非常貼近iPad mini 6的“A15 Max-Q”(弱4%),而在低壓力的曼哈頓和曼哈頓3.1裡就追得更近了。

天玑9000深度解析:強半代的性能,強2代的能耗比

近年來安卓和iOS的GPU都突飛猛進,簡直是蒙眼狂奔的級别。在曼哈頓3.1測試,這一代GPU的性能是骁龍835(2017年旗艦)的4.2倍;在曼哈頓測試,是骁龍835的4.4倍。等于平均每年的性能漲幅達到43%到45%,簡直可怕(當然,功耗也不可同日而語了)。

天玑9000深度解析:強半代的性能,強2代的能耗比
天玑9000深度解析:強半代的性能,強2代的能耗比

安兔兔這邊,儀式性地娛樂一下(安兔兔都是圖一樂,真正的跑分軟體是淘寶)。此處借用WHYLAB的骁龍8 Gen 1冰箱資料,天玑9000依然是被動散熱。天玑9000的CPU和MEM(記憶體+閃存)分别強13%和12%,UX(資料安全/資料處理/政策遊戲/圖像處理和I/O性能等項目)強2%,隻有GPU弱12%的情況下,結果總分都是102W,娛樂兔的GPU權重不對勁啊(手動滑稽.jpg)。

天玑9000深度解析:強半代的性能,強2代的能耗比
天玑9000深度解析:強半代的性能,強2代的能耗比

而大家用得比較少PCMark測試,天玑9000是18162分、骁龍8 Gen 1是1.7W左右,兩邊差距不大。

高通一直沒做獨立的APU/NPU,導緻AI測試的差距依然非常明顯。ETHZ AI benchmark V5測試,天玑9000是1058K左右,骁龍8 Gen 1是538K左右,差距96.7%。

功耗上的鴻溝

移動平台需要用電池供電,而且體積受限,不可能像PC平台那樣不顧功耗狂奔,一來電池續航繃不住,二來散熱條件不允許。移動SoC本身就是一門平衡的藝術,旗艦SoC除了性能,也得重點關注功耗和發熱。兩代火龍,手把手地教會我們:峰值性能強如虎,發熱降頻250。

天玑9000深度解析:強半代的性能,強2代的能耗比

在天玑9000上,聯發科依然一如既然地強調功耗。釋出會開頭有重點提到“全局能效優化技術”,聯發科表示其可以覆寫CPU/GPU/APU/ISP等不同的IP塊,根據手機的輕、中、重度負載提供不同的優化方案。網頁浏覽、看看視訊、待機等輕度負載,宣稱比上一年的旗艦省電38%;在拍照、視訊錄制等重度場景可以省電9%和12%;在遊戲等重度負載降低高達25%的功耗。

天玑9000深度解析:強半代的性能,強2代的能耗比

天玑9000的APU宣稱可以在遊戲中介入,提供AI超分、AI-VRS可變渲染技術、CPU線程優化、智能動态穩幀等特性。配合HyperEngine5.0智能調控引擎,AI-VRS可以降低15%功耗;通過分析APP把CPU運算拆解成多線程,可以優化5%的功耗;智能動态穩幀技術可以省9%的功耗。而實際效果如何,得拿到量産機再做測試。

基礎能耗上,AnandTech之前對骁龍8 Gen 1 QRD做過SPEC 2017測試,其對比骁龍888的CPU有8%的整數性能提升,峰值功耗提升2%;浮點提升19%,浮點峰值功耗變動不大。幾乎所有測試中都有更高的瞬時功耗,峰值可以沖到14W,AnandTech推測原因是調用了L3和SLC導緻功耗猛增(沒有堆滿緩存,說不定不是因為摳,而是因為熱……)。

天玑9000深度解析:強半代的性能,強2代的能耗比

而天玑9000這邊,則參考肥威老師的獨家資料:在AndSPEC測試中,天玑9000的X2超大核能耗比值是18.54,比骁龍8 Gen 1的12.43高了整整49%;A710大核是能耗比是22.25,比骁龍8 Gen 1 A710的15.94強了近40%。

要知道,天玑9000的A710大核的頻率高了14%,耗電大戶L3和SLC緩存還分别大了33%和50%……在緩存大、頻率高、性能更強的情況下,天玑9000能耗比還領先40%到49%,天玑9000和骁龍8 Gen 1的能耗比有巨大的差距,起碼有2代甚至以上的差距。台積電 Yes!天玑9000 Yes!

總結與分析

即便是工程機,天玑9000的CPU性能就已經是安卓最強,還抛離第二名大半條長安街。GPU提升也非常可觀,确實是旗艦水準。

比起“強顯弱U”的骁龍8 Gen 1,天玑9000的配置明顯要更加均衡。先不論日常使用更需要的是CPU性能,即便是現代移動遊戲,瓶頸也是在CPU,而非GPU,現代的CPU的能耗比越高,收益越明顯。不要說次世代SoC,在跑分軟體《原神》裡,現在的GPU跑不滿之餘,加上能耗比問題,CPU早早就降頻,更是雪上加霜。

天玑9000深度解析:強半代的性能,強2代的能耗比

當年骁龍835,雙烤3.6W的時代一去不複返,但聯發科一直強調功耗控制的方向對了。再大的散熱面積,再大的均熱闆,手機的表面散熱空間就那麼點,動辄10W的功耗,早就超過手機的承載能力了,這不是筆記本啊,這是手機啊!!!

進度方面,首發骁龍8 Gen 1的moto edge X30已經開賣。而天玑9000的首批終端會在2022年第一季度上市,OPPO、vivo、小米和榮耀都第一時間官宣了會首發或首批搭載。這下就有趣了,手機廠商會怎麼安排兩款旗艦SoC的機型呢?

移動SoC市場好久沒有這麼熱鬧,都有點之前AMD暴打Intel的味道了,同樣是絕對性能和能耗比的領先。毫無疑問,天玑9000是聯發科史上最強的SoC,也是當今安卓平台綜合最強、能耗比最高的SoC,沒有之一。

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