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華為史上表現最均衡的神U——麒麟990系列“冰爽體驗”之深度探究

作者:真義科技
華為史上表現最均衡的神U——麒麟990系列“冰爽體驗”之深度探究

1,麒麟990 4G

由于這代的4G版本實際上就是前代麒麟980的“強化版 (制程工藝沒更新)”,是以這代所繼承的前代架構之各種優點(CPU和GPU的架構全部沒變),還是有必要回顧一下的。

首先,麒麟990的CPU依然采用了名為“麒麟CPU子系統”的三檔能效架構——由兩個A76超大核(主頻2.86Ghz)、兩個A76大核(主頻2.09Ghz)和四個A55小核(主頻1.86Ghz)組成。

此外,前代那個名為“Flex-Scheduling”的智能排程機制也有繼承,這個機制不僅能夠靈活調用各個核心,還能通過自身強大的AI性能預測手機所需流量的峰值,避免卡頓發生。

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也就是說,這代相較于前代,CPU八個核心的主頻全都提升了——是以單核性能提升了11%而多核性能則提升了22%。另外這次華為開始“魔改”公版架構了,是以核心能效有所提升。

按照官方的說法,兩顆大核的能效提升最大,四顆小核次之,兩個超大核能效提升最小。是以,這次在單核功耗方面,是比前代略高一丢丢的。

這就是為什麼,在ARM公版CPU架構和制程工藝沒變的情況下,這代的功耗能控制那麼好之原因。是以,采用公版架構隻是一個前提,隻要設計得好,實際體驗好,就是“牛”的表現!

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至于“AI性能”,這代的華為自研之達芬奇NPU架構可得好好說說。這個架構具體來說就是,采用3D Cube針對矩陣運算做加速,進而大幅提升機關功耗下的AI算力。

同時,為了提升AI計算的完備性和不同場景的計算效率,達芬奇架構還內建了向量、标量、硬體加速器等多種計算單元。支援多種精度計算,支撐訓練和推理兩種場景的資料精度要求,實作AI的全場景需求覆寫。

另外這次采用了創新型的“大核+小核”NPU架構,其中的小核專為減小功耗而設計——用來承載智能語音喚醒、語音識别、人臉解鎖等計算任務,同時也能喚醒大核并參與共同計算。

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最後就是GPU這邊,雖然沿用了Mali-G76架構,但核心數從前代的十核增長到了十六核,同時頻率從前代的720Mhz降到了600Mhz——可見走的是“大規模低頻率”路線。

另外,這次華為在GPU内增加了一個名為“Smart Cache”的智能緩存器件,其能夠起到智能分流資料和緩解内部存儲器DDR壓力的作用,說人話就是——功耗降低了12%!

再加上核心頻率降低帶來的功耗減少,這次的GPU不僅實作了性能的大幅增長(30%有餘),功耗還略微降低了!好家夥,在制程工藝和架構全都沒變的情況下,華為整出花來了!

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2,麒麟990 5G

終于,這代更新的“主角”要上場了。這款“牛芯”的頭銜甚多,首先,其不僅是全球首款內建了5G基帶的旗艦晶片,還是全球首款半導體數量突破百億大關的旗艦晶片。

同時,這也是業界首個5G全網通 SoC(且支援SA和NSA)和首款台積電7nm+EUV制程工藝晶片(這個工藝在能效方面有明顯提升);此外,在5G速率和5G能效上,亦紛紛破了記錄。

另外由于其NPU是基于達芬奇架構的“雙大核+單小核”設計,是以在AI算力方面冠絕全球(領先于随後釋出的蘋果A13)。就算後面骁龍865釋出了,也沒能撼動麒麟分毫。

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其實這代全系在ISP方面也是有進步的,由于采用了全新的ISP 5.0,是以在吞吐率方面提升了15%,同時能效也提升了15%,全面優化了視訊拍攝的處理能力。

此外,這代的ISP還全球首發了“雙域聯合視訊降噪技術”——視訊降噪能力提升了20%,也就是說在暗光環境下拍視訊會更加清晰。再有基于AI分割的實時視訊後處理渲染技術,使得手機視訊也能擁有電影調色的質感。

另外,其還首次将單反級的“BM3D”技術應用于手機端,進而讓照片的降噪能力提升了30%!且基于ISP的能力更新,以及澎湃的AI算力支援,這代還支援炫酷的“Face AR”。

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由于麒麟990 5G在CPU架構方面,和麒麟990的差別僅為大核以及小核的主頻提升了一些,是以在性能測試的單核跑分方面是沒有變化的,在多核性能方面差别也不大。

至于GPU部分,不能說相似,隻能說是一模一樣;當然,得益于制程工藝的更新,GPU功耗方面還是有略微優勢的。同理,CPU部分的功耗表現也更優秀。再加上內建5G基帶所産生的功耗優勢,這代就是傳說中的“冰麒麟”!

那麼,為什麼麒麟990 5G在制程工藝有優勢的情況下,不注重性能的提升呢?原因皆在于內建了5G基帶——制程工藝提升所節約的面積大部分都用來堆基帶了。

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3,性能對比

這裡就有請麒麟990 5G出戰,和現在的一些主流的中端晶片對比一下,看看時隔三年的時間,麒麟的戰力如何。首先,來個難度特别高的——高通最新“中端神U”骁龍7+Gen2。

CPU單核性能方面,骁龍有50%以上的優勢(畢竟超大核是X2架構),同時單核功耗僅增加了20%(畢竟4nm制程工藝);多核性能方面差距縮小至27%,這方面麒麟表現還不錯。

不過,到了GPU環節,差距就比較大了,麒麟較骁龍直接落後了80%有餘!功耗表現兩者在伯仲之間。當然,麒麟這邊隻是輸給了時間而已,這個比較結果并不意外。

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接下來,就請被迫成為“對比型神U”的骁龍870出場。CPU單核性能方面870領先32%,同時功耗也領先20%;多核性能方面麒麟小幅落後9%,可以說差距比較不明顯。

GPU性能方面,麒麟落後32%,但是功耗表現較870卻有着35%的優勢!由此可見,當年華為在麒麟晶片的GPU能效方面,确實是下了一番苦工的——這也是麒麟990系列“釘子戶”巨多的關鍵原因!

高通陣營最後再對比個“老中端神U”骁龍778G,CPU性能方面旗鼓相當,GPU性能方面麒麟則大幅領先33%!雖然整體功耗表現778G大幅占優,但那都是架構和制程的功勞。

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由于聯發科的天玑1080連麒麟980都打不過,這裡就不對比了,下面還是和果子的A13比劃比劃。這個A13的制程工藝和骁龍870一樣都是N7P,相較之下麒麟在這方面有一點優勢。

CPU單核性能果子雖然是麒麟的1.69倍,但是其功耗卻是麒麟的整整兩倍!這裡雖然麒麟的制程工藝有領先優勢,但差距并沒有那麼大,隻能說果子堆料太猛了,功耗也随之升高。

至于多核性能,兩者相差較小,麒麟僅落後13%。GPU性能方面果子領先62%,同時功耗也增加了73%,能效表現依然不如麒麟。綜合來看,就算對比堆料狂魔果子哥,也是不慫的!

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總結:

麒麟990系列最大的優勢,就是能效表現,次之則為AI性能。因為其GPU性能雖然進步很大,但依然不敵同時代的骁龍865,至于堆料狂魔果子哥的A13就更不用說了。

是以,在安卓陣營,麒麟990系列主打AI性能,在這方面可以碾壓群雄;在蘋果那邊,比性能雖然不行,但能效表現卻更有優勢,至于5G和信号兩方面,華為則妥妥碾壓蘋果!

就算到了2023年的今天,其能效表現依然夠看,GPU性能也不弱;而且有些搭載麒麟990 5G的機型(例如P40 Pro/Pro+)還擁有90hz的螢幕高刷,再流暢用幾年妥妥的!

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END

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