聯發科6年一躍,沖向高通防線
乘著5G快速增長的東風,靠著台積電最先進的4nm工藝,藉著Arm的全新架構,搶在最大競爭對手發佈新一代旗艦產品之前,聯發科今日在美國面向全球媒體釋出衝擊旗艦手機市場的武器——旗艦5G處理器天璣9000,這款全新的旗艦處理器一舉拿下了十個業界第一。
聯發科預計,搭在天璣9000的首款產品最早將在明年第一季度上市。
手機處理器的旗艦市場一直是聯發科想要進入,過去一直沒能取得重大成功的領域。 “聯發科何時會發佈旗艦產品?” “聯發科在旗艦處理器市場有何規劃?” 這也是聯發科發言人長久以會被問到的問題,特別是5G品牌天璣發佈,5G產品取得成功之後。
聯發科上一次衝擊旗艦市場是2015年的Helio系列(中文名曦力)產品,包括主打科技時尚的是Helio P系列4G SoC,和具備強悍極致運算能力和多媒體功能的Helio X系列4G SoC。 不過,兩年後的2017年,聯發科就宣佈暫停研發X系列。
2019年開啟的5G時代,聯發科的天璣5G SoC憑藉高性價比獲得了市場的認可,再加上市場的缺貨,以及海思的發展受到限制,短短兩年間,聯發科在今年成為了全球最大的智能手機SoC製造商,市場份額已經達到40%。
產品的成功也反應在了營收和股價上,聯發科2021年營收預計將達170億美金,約為2019年80億美金的2倍,凈利估計達到2019年的5倍。 昨日的股價相比兩年前也成長了2.6倍。
這一次,聯發科能成功沖入智慧手機旗艦市場嗎?
性能狂魔天璣9000
聯發科今年初發佈的高端處理器命名為天璣1200,今天聯發科美國峰會上發佈的旗艦產品名為天璣9000,僅從命名的數位,就能看出天璣9000旗艦級的定位非常明確。 如果細看具體參數,兩者的差距就更為明顯。
首發台積電4nm
先從工藝製程說起,天璣9000是首款宣布採用台積電4nm工藝的處理器。 過去幾年間,爭奪採用台積電最先進半導體製程的在蘋果和海思之間,由於海思受到限制,高通過去幾年和三星在先進製程上緊密合作,都增加了聯發科率先使用4nm工藝的可能。
當然,聯發科此前不第一時間選擇最先進製程還還有一個關鍵的考量——成本,28nm之後晶元製造成本的快速上升,讓主打性價比的聯發科很難第一時間選擇最先進的製程。 這一次,是聯發科時隔六年之後再次大舉進軍旗艦市場,首發4nm製程也十分合理。
首款採用Armv9 CPU的處理器
市場格局和競爭對手給聯發科一個巨大的機會,合作夥伴Arm也給聯發科再次進軍旗艦市場提供了強力支援。 今年4月,Arm發佈了最新一代Armv9架構,這是Armv8發佈十年後架構大更新,Armv9也是面向未來十年的新架構,新架構能夠給CPU性能帶來超過30%的提升。
首發4nm的天璣9000,同時也是首款採用Armv9架構CPU的處理器,不僅採用了最新的超高性能Cortex-X2,全新的性能和效能核心也是Armv9架構的最新產品。 具體來說,天璣9000採用1個Cortex-X2@ 3.05GHz核心+3個Cortex-A710@2.85GHz+4 個Cortex-A510@1.8GHz的CPU 設計,相比已有的安卓旗艦,性能提升35%,能效提升37%。
聯發科特彆強調,天璣9000的緩存達到14MB,比英特爾的酷睿i7處理器的緩存還高2MB,可以帶來7%的性能提升。
用直觀的性能來對比,系統層級,天璣9000相比目前的安卓旗艦在SPECint2006測試下性能高35%,在核的層級,GeekBench 5.0的數據顯示比目前的安卓旗艦性能高10%。
多核性能,天璣9000性能接近強悍的蘋果A15,高於蘋果A14和安卓旗艦處理器。 這得益於天璣9000在CPU核頻率和緩存方面的設計和配置,目前還沒有看到比天璣9000更高的配置。
首款全新Arm GPU處理器
天璣9000的GPU也是首款採用全新Mali-G710 GPU的SoC,且採用了10核設計。
Mali-G710是與Armv9架構CPU同時推出的最新一代Arm GPU IP,1個新的Mali-G710內核性能大致相當於2個上一代 Mali-G78 GPU。 因此,在尺寸和性能方面,新晶元的GPU性能大致可與Google Tensor G78MP20 GPU相媲美,加上代際的改進,預期GPU性能提升20%。
聯發科給出了顯著的性能提升數據,相比目前的安卓旗艦,性能提升了35%,能效提升了60%。 天璣9000 GPU的能效提升遠大於性能飛躍,這是一個值得歡迎的變化。
還有一個值得關注的特性,天璣9000相比A15 GPU的長期性能有微弱的優勢。 據瞭解,這種對比是在相似的條件下進行,希望能夠得出有參考價值的對比數據。 不過,安卓和iOS系統之間的差別也會影響GPU的表現。
聯發科發言人稱,天璣9000支援光線追蹤功能。
這一功能目前看來行銷的成分大於實用性,不久前業內人士告訴雷峰網(公眾號:雷峰網),Arm與聯發科合作的光線追蹤功能是通過軟體實現,這種方式實現的光線追蹤僅能用於展示,如果要應用於實際的遊戲等場景,功耗將是最大的挑戰,硬體級的光線追蹤才能達到可用水準。
首款相容LPDDR5X的處理器
天璣9000還是首款相容LPDDR5X的處理器,LPDDR5X是JEDEC今年7月才發佈的標準。 雖然天璣9000沒有支援最高的LPDDR5x 8533Mbps,而是LPDDR5x 7500 Mbps,但與當前的LPDDR5 6400Mbps相比,帶寬已經增加了17%。
即便選擇使用不同的記憶體模組,記憶體控制器仍然完全支持高達 6400Mbps 的 LPDDR5。
另外,天璣9000也是聯發科首款採用6MB系統緩存的SoC。 聯發科說,更大的緩存和帶有系統緩存的SoC設計絕對是未來發展的方向。
整體看,天璣9000在安兔兔的跑分超過了100萬分,絕對是旗艦水準。
第五代APU
除了CPU和GPU,天璣9000也升級了AI加速器APU。 聯發科稱,新一代APU相比上一代性能和能效均提升4倍,這是非常明顯的進步。 相比蘋果A15,在MLPerf的測試下,不同的模型中,性能有49%到92%的優勢,能效有14%到72%的優勢。
在AI ETHZ v4測試中,聯發科APU 5.0也展現出性能和能效的優勢,甚至擊敗了谷歌Pixel 6搭的強勁Tensor SoC。
第一款支援320MP的手機處理器
拍照是最近幾年手機廠商競爭的焦點,也是手機SoC升級的重點。 天璣9000是業界第一款支援8K AV1解碼的晶片,但不支援AV1編碼。 上一代天璣和競爭對手的SoC只支援4K解碼,這也是一個明顯的升級。
顯示方面,天璣9000支援WQHD+到144Hz,或FHD+到180Hz,具有完全HDR+自適應(10 位),也就是說,天璣9000支援目前最高解析度和刷新率的螢幕。
聯發科還給天璣9000的ISP和相機系統進行了重大升級,Imagiq Gen 7三重ISP速度突破9 Gigapixels/s。 同時,天璣9000的Imagiq Gen 7 ISP是全球首個支援320MP的處理器,聯發科稱這一成果來源於其和感測器供應商的密切合作,升級后的ISP支援併發32MP+32MP+32MP感測器。
高通去年推出的旗艦驍龍888支援200MP感測器,不知道即將發佈的高通全新一代旗艦處理器的ISP是否會支援32MP。
有了全新的三重ISP,天璣9000的視頻性能也大幅提升,能夠處理每秒270幀(大概是 4K 解析度)。
據悉,聯發科改進了視頻pipeline,能夠以記憶體一致的方式與APU緊密交互,可以繞過通過DRAM複製數據,提高性能並降低遲。 這種做法正變得越來越流行,也就是利用AI提升視頻拍攝。
高性能處理器必須面對的問題就是功耗問題,而手機SoC由於手機體積的限制,降低功耗的難度更大。 不過聯發科說天璣9000在待機、多媒體以及遊戲方面的功耗表現都有超越競品有40%、65%、25%的功耗節省。
5G性能升級,依舊不支援毫米波
5G性能方面,天璣9000的5G數據機支援3GPP Rel-16標準,其中一個較大的變化是UL Tx切換,允許在多頻段5G NR部署中實現更好的上行鏈路能力和頻譜利用。 還首次支援300MHz的Sub-6頻段的3CC載波聚合,最高下載速度達7Gbps。
聯發科說,與競爭對手的產品相比,其數據機具有更高的能效,並且天璣9000還將通過升級提供先更好的節能技術。
不過,天璣9000升級的5G數據機依舊不支援毫米波頻段。 聯發科解釋稱,這是市場需求和以客戶為中心的結果。 目前美國仍然是唯一一個毫米波是關鍵特性的市場,大多數供應商甚至選擇不為其產品配備毫米波模組。
這意味著,搭載天璣9000的終端可能不會在美國上市。 但聯發科也同時透露,聯發科會在明年推出支援毫米波的產品,不過首先會是中低端產品。
其它連接性能方面,天璣9000搭在聯發科的160MHz Wi-Fi 6E,率先支援藍牙5.3。
天璣9000隻是沖向旗艦市場的敲門磚
雷峰網此前說過,基於天璣1200的5G開放架構就有助於聯發科沖向旗艦手機市場,這種判斷的重要依據是,當下的智慧手機市場競爭是巨頭之間的競爭,高手之間的對決更需要通過差異化吸引消費者,天璣開放架構正好符合這一需求。
天璣9000的推出,讓外界看到了聯發科衝擊旗艦市場的實力和勇氣,首發十個先進技術,足以看到聯發科在手機SoC領域的積累和實力,但這也需要巨大的勇氣,畢竟半導體製程已經走到4nm,天璣9000的整體成本將輕鬆超過5億美元。
聯發科的勇氣來自於其最近兩年來在5G市場的成功,伴隨著在5G市場的成功,聯發科已經在產品和市場策略上都進行了調整。 而手機市場競爭格局的變化,全球缺芯的大背景,都給聯發科再次進軍旗艦市場帶來了絕佳機遇。
如果成功,聯發科將能實現此前未達成的目標,闖進高通統治的旗艦市場。 倘若失敗,將給聯發科帶來不小打擊。
關鍵的一點是,高性能的處理器只是聯發科進軍旗艦市場的敲門磚,與處理器匹配的工具鏈,手機OEM的接受度,品牌的溢價能力,競爭對手接下來的產品、市場策略都是影響天璣9000和聯發科進軍旗艦市場的關鍵。 畢竟,高性能的天璣1200也被手機廠商用於其中端手機中。
處理器的性能容易被感知,但晶元公司的成功絕不是單純的高性能硬體,基於硬體的軟體、生態這些不易被感知和量化的實力,才是更強大的競爭力。