麒麟980核心裸照放出:Android最強CPU“穩了”NPU反成最大謎題
每次有新的旗艦SoC發佈時,我們都非常期待能夠了解其架構設計。上個月,TechInsights公佈了蘋果A12處理器的透視照片,我們得以了解這款7nm芯片內在的邏輯電路設計。今天,外媒ChipRebel發布了華為Mate 20手機的拆解,並公佈了麒麟980處理器的透視照片,讓我們有了一窺這款讓華為表示“穩了”的處理器,並首次看到Arm全新Cortex A76 CPU和全新Mali G76 GPU的真容。
我們首先發現,雖然華為在此前公佈麒麟980時表示其核心面積小於100mm²,但實際上麒麟980的矽片尺寸要比官宣還有要小得多,僅為74.13mm²。在CPU、GPU、NPU及內存等全面升級的情況下,麒麟980相比去年麒麟970的96.72 mm²小了30%,可說是相當驚人了。
芯片的左上角是全新的Mali G76 MP10 GPU集群,與蘋果A12一樣,麒麟980的GPU集群也是整個芯片中佔地面積最大的電路模塊。在某種意義上,Arm是將兩個Mali G72核心融合成了一個Mali G76核心,因此Mali G76 MP10可以被認為等效於Mali G72 MP20。但Mali G76達到Mali G72翻倍的性能只需132%的芯片面積,理論上單位面積性能提升了50%。
GPU模塊右側是CPU模塊,這是華為第一款使用了DynamIQ 的處理器。去年推出的麒麟970由於時機問題錯過了Cortex A75架構,不過在麒麟980上,華為充分發揮了DynamIQ的靈活性優勢,在一個大型CPU集群裡使用了2顆Cortex A76@2.6GHz+2顆Cortex A76 @1.92GHz+4顆Cortex A55@1.8GHz的搭配,根據不同使用場景靈活調用,極大地提升麒麟980的能耗比。
與宏觀規格相應,邏輯電路圖上顯示4顆Cortex A76核心為兩兩成對設計,每顆Cortex A76核心均配有512KB獨享L2緩存。而在4顆Cortex A55中間夾著的是容量為4MB的L3緩存以及DynamIQ共享單元DSU,每顆Cortex A55均配有獨享的128KB L2緩存。
從照片上可以清楚地看出,兩組電壓和頻率不同的Cortex A76核心在電路排布和緩存設計上有明顯不同,華為很有可能針對兩組核心分別進行了針對性的EDA優化,以追求更高的性能和能耗比。Anandtech表示,麒麟980使用的Cortex A76核心是目前除蘋果A12 Vortex核心之外的最強CPU,沒有之一。
不過令人疑惑的是,華為在發布麒麟980時稱其首次集成了雙核NPU,並將AI性能作為一大亮點,然而在芯片透視圖上,我們並沒有找到除CPU和GPU外其他類似“雙核”的邏輯電路佈局,外媒Anandtech猜測雙核NPU並沒有使用相同且對稱的電路設計,則認為華為有可能使用瞭如同“將兩個Mali G72核心融合成一個Mali G76核心”的方法,翻倍了NPU內的運算單元規模而非double核心數量。
在Anandtech的評論區有人提出,麒麟980的核心透視照片上,在除CPU和GPU之外的部分似乎遍布著堪稱巨量的類似SRAM緩存的邏輯電路。回頭確認了高通驍龍845和三星Exynos 9810後發現也有類似的情況,只是沒有麒麟980這樣多,但在蘋果A12處理器透視照片上卻不曾發現類似的電路分佈情況,我們暫時無法知曉這樣的設計差異究竟代表了什麼。
麒麟980中疑似SRAM緩存的大片電路
高通驍龍845
三星Exynos 9810
蘋果A12上不曾發現類似的電路分佈情況
華為表示麒麟980相比麒麟970,CPU性能可提升75%,能耗比提高58%;GPU性能相比麒麟970提升46%,能耗比則大幅提升178%。此前Anandtech曾據此數據推測麒麟980的功耗和性能表現,經過一些簡單計算後得出的數據基本與此前Arm發布Cortex A76和Mali G76架構時推測的情況相差無幾。
麒麟980中2.6GHz的Cortex A76性能達到或超過2.7GHz的三星Exynos 9810並無問題,相比驍龍845則可領先30%左右,且7nm工藝下2.6GHz的Cortex A76核心功耗甚至低於1.8 GHz的三星Exynos 9810,能耗比冠絕全場。
而GPU方面,至少在GFXBench曼哈頓測試這個基準下,麒麟980的Mali G76 MP10絕對性能相較於驍龍845的Adreno 630來說仍然有所不及,不過能耗比確實有了相當的飛躍,如果在實際設備上也是這樣的水平,則意味著麒麟980跳脫了此前Mali G71/G72的大坑,可持續功耗水平恢復到了麒麟950的良性水平。