ARM新款CPU和GPU發布,手機芯片將向何處行?
作為移動平台最重要的芯片方案提供商,ARM每次的架構更新,都會對行業產生重大影響。日前,ARM公佈了新一代的移動CPU和GPU架構,並帶來一系列新技術。不出意外的話,高通聯發科等頭部芯片廠商,將會把這些新架構用在自家的下一代旗艦芯片上。所以,ARM新架構的規格和實力,對下一代旗艦手機的實際表現,起著相當關鍵的作用。
三款CPU架構登場,核心數能堆到14顆
這次ARM帶來了三款全新的CPU架構,即Corte-X4超大核、大核A720和能效核A520,分別對應上一代的Cortex-X3、A715和A510。三款新架構基於ARM V9.2指令集,相比上一代的ARM V9.0在性能、並行性等方面的支持均有升級。
官方給出的數據顯示,X4超大核提升了15%的性能、降低了40%的功耗,L2緩存可增加到2MB;A720提升了20%的能效、同頻性能提升15%;A520提升了22%的能效。而且,ARM給出的架構組合從“1+3+4”變成了“1+5+2”,即把大核A720的數量增加到5個,這意味著大核要扮演的角色將會變得更加重要,成為主力核心。ARM官方表示,用新架構的“1+5+2”芯片,性能比上一代“1+3+4”的芯片強27%。
(圖源ARM官方)
值得注意的是,上一代的A510,即2022版A510,相比2021版A510提升不太明顯,只是小幅升級了能效,現在推出的A520才算是正兒八經的升級款。這次,A520徹底放棄了對32位應用的支持,未來基於新一代架構打造的CPU產品,都將不支持32位應用。也就是說,未來的Android開發者們,無論如何都得上64位應用了,Android生態裡的老大難問題總算是要徹底解決了。
(圖源ARM官方)
ARM還帶來新的DynamIQ管理內核DSU-120,最高支持14核心芯片,即10顆X4+4顆A720的組合。這樣強悍的架構組合,應該不是給手機用的,估計會用在筆記本等PC類產品上。
簡單總結下,ARM發布的三款CPU架構,性能更強了、能耗更低了、核心數更多了,並且將完全放棄32位應用。
ARM第五代GPU來了,主打遊戲場景
目前手機端的高負載場景首推遊戲,而GPU的表現至關重要。除了新的CPU架構,ARM還帶來新一代的GPU架構,它們包括Immortalis G720、Mali G720和Mali G620。這其中綜合實力最強的是Immortalis G720,和上一代Immortalis G715相比,它的每瓦性能和峰值性能均增加了15%。
(圖源ARM官方)
Immortalis G720採用了延遲頂點著色延遲頂點著色(Deferred Vertex Shading, DVS),ARM官方表示,它能減少對內存和帶寬資源的佔用,能將帶寬使用降低40%。根據ARM的實測,得益於DVS技術,Immortalis G720實際性能提升20%。
(圖源ARM官方)
ARM新闻稿披露,在堡垒之夜游戏中,Immortalis G720的带宽使用减少了26%;知名高负载游戏原神中,带宽占用进一步减少到33%。内存和带宽利用率提高,意味着能降低GPU面临的性能压力,开发者也能把更多资源分配在其他地方。ARM还认为,手机芯片发热,很大一部分原因是内存访问频繁。DVS技术的应用,能够显著降低功耗。
Immortalis G720的核心數量10個起步,最多能到16個,另外它會標配光追功能。Mali G720則更像是Immortalis G720的降配版,核心數量為6-9個,光追不是標配而是可選功能。而Mali 620的核心數最多只有5顆,感覺它應該會用在中低端芯片上。
ARM表示,這次發布的新款GPU有著有史以來最高水平的能效表現,比上一代平均能效高15%,峰值性能平均提升了15%。
不難看出,Immortalis G720是ARM目前最能打的GPU,升級幅度還是比較明顯的,尤其是DVS技術的加入,讓的實際表現能有更進一步的提升。不過,不同於CPU架構,目前市面上頭部手機芯片廠商,採用ARM公版GPU的並不多。以高通來說,它自家的Adreno的綜合實力更勝一籌。
ARM發力,高通聯發科下一代旗艦SoC已無懸念?
如無意外的話,ARM此次發布的新一代CPU和GPU架構,將會在新款的旗艦SoC上出現。目前手機芯片市場上,除了自產自銷的蘋果之外,真正的玩家其實只有高通和聯發科兩家。而它們兩年底將發布的下一代旗艦SoC,基本可以確定會採用ARM的新架構,高通和聯發科的新款旗艦芯片,也已經有很多爆料了。
5月中旬時,知名爆料博主@數碼閒聊站放出消息稱,驍龍8 Gen 3確定將採用“1+5+2”組合,只會配備一個X4超大核。結合ARM新品來看,這條爆料的準確度還是很高的。他還表示,驍龍8 Gen 3的安兔兔跑分大概是160W,而驍龍8 Gen 2的跑分則是133萬左右。如果按照這個數據粗略換算下,高通下一代旗艦芯片的性能提升幅度大概是20%。
(圖源微博截圖)
緊接著,另一名爆料博主@i冰宇宙則表示,驍龍8 Gen 3配備的GPU型號為Adreno 750,性能會有大幅提升,CPU的三緩容量將增加到10MB。
最近,海外爆料者@Yogesh Brar透露,12月將發布的一加12,將採用驍龍8 Gen 3芯片。目前,驍龍8 Gen 3應該有部分工程版,一加已經在測試。雖然還沒有消息,但從以往經驗來看,小米等Android廠商應該也在對驍龍8 Gen 3進行測試。
另外,關於聯發科的下一代旗艦芯片,官方自己已經主動爆料了。就在ARM發布新一代架構後不久,聯發科官方微博發布了一段聯發科高管致辭的視頻,其中提到,下一代天璣旗艦芯片會採用Cortex-X4 、A720和Immortalis G720。一直以來,聯發科芯片基本都會用ARM公版GPU,現在可以確定,天璣9300會全量用上ARM新一代的CPU和GPU架構。
(圖源微博截圖)
小雷個人猜測,天璣9300的CPU組合,應該和高通一樣是“1+5+2”。之前@數碼閒聊站在微博評論中表示網友“2+4+2還是2+3+3”的猜測不夠大膽,ARM這次發布會也把“1+5+2”的樣品來做案例。所以,綜合來看,驍龍8 Gen 3和天璣9300會採用同樣的CPU架構組合。
數碼閒聊站還表示,天璣9300將採用台積電N4P工藝,首發廠商仍然是vivo,首款天璣9300機型大概是vivo X100系列。
手機芯片也越來越捲了!
作為手機設備的心臟,SoC的重要性不言而喻。現在手機SoC所要承擔的任務越來越多、越來越複雜,AI計算、影像處理、通訊連接等一系列場景和功能都由它來實現。不過,對普通用戶來說,最容易感知到的還是SoC最傳統的CPU和GPU兩個部分,畢竟它們直接決定了日常使用的流暢度以及遊戲性能表現。
這次ARM發布的新架構展現出的手機芯片進化方向,仍然是提升性能、降低功耗。作為移動平台上的產品,SoC降低功耗其實比提升性能更重要。受限於散熱和供電,手機芯片的功耗問題一直很敏感。而手機芯片的能效提升,最主要就來自於工藝製程和架構的提升。工藝這塊是台積電三星需要操心的事情,而ARM要做的就是持續升級架構,提升效率。就ARM公佈的數據來看,新一代的CPU和GPU架構,均有較大幅度的能效提升。
(圖源微博截圖)
實際上,就當前手機產品的情況來看,芯片CPU性能已經很難跑滿。ARM主推的“1+5+2”架構,也是把發力點放在了大核而非超大核上,利用能效提升堆大核的量,讓性能大幅提升的同時,不會造成太大的功耗負擔。在CPU性能有過剩趨勢時,降低功耗帶來更好的實際體驗,會是更正確的做法。
至於GPU部分,能持續壓榨其性能的主要是遊戲場景,更高負載遊戲的持續出現倒逼著手機芯片不斷死磕GPU性能。ARM新一代GPU就圍繞著遊戲場景做了很多設計,比如DVS技術用來提升遊戲場景對內存、貸款資源的利用效率,降低負載和功耗。ARM GPU上搭載的光追等技術,則可以給遊戲帶來更好的畫面表現。
總的來看,移動端GPU的發展方向,有點越來越像電腦上的顯卡了。過去大量PC獨顯才有的特性和功能,未來會逐漸出現在手機端。當然,遊戲生態是一個更大的命題,以光追技術來說,不僅需要ARM提供頂層的技術方案、高通聯發科這些廠商做好配套,同時要終端品牌完成產品落地,還要遊戲開發商做好適配。
ARM此次發布的新一代架構,將會對芯片、手機以及遊戲領域產生深遠的影響,這些行業新一輪的內捲要開啟了。