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天玑9000发布:全球首款4nm手机芯片,游戏性能可比苹果A15

发布人:机器之心时间:2021-11-21来源:工程师

不叫天玑 2000,而是天玑 9000:联发科的旗舰手机芯片,今年能翻身吗?

与苹果、高通和华为不同,联发科的手机芯片一直被认为没有达到旗舰手机应有的性能,而这家公司最新的产品或许能够带来一次改变。

北京时间今天凌晨,联发科技(MediaTek)刚刚发布了旗下最新旗舰处理器「天玑 9000」,这是该公司有史以来最强大的芯片。

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在此之前,来自联发科的旗舰手机芯片如天玑 1000 对比高通的骁龙 888 或三星 Exynos 2100 等同级产品稍显落后,但天玑 9000 的推出很有可能让情况出现反转。毕竟在今年,越来越多的「Pro 版」手机已经换上了天玑芯片。

联发科的优势首先体现在工艺上,新发布的天玑 9000 是首款基于台积电 4nm 工艺(N4)打造的移动芯片,这可以称得上是业界第一了。

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我们知道,目前 iPhone 13 系列所使用的 A15 Bionic 仍停留在台积电 5nm 上,只是工艺有所加强(N5P),相比去年同样采用 5nm 工艺的 A14 Bionic,制程上的提升幅度有限。

台积电的 N4 相比 N5,密度提升了 6%,性能有个位数的改进。台积电此前宣布 N4 的风险生产将于 2021 年第 3 季度开始,而天玑 9000 计划于 2022 年第 1 季度推出商用设备,该芯片可能是新工艺节点的主导产品。

相比之下,高通即将在 11 月 30 日发布的下一代旗舰芯片骁龙 8gen1 将继续使用三星代工,预计为三星 4nm 工艺。

天玑 9000 还采用了 Arm 的全新 v9 架构。这也是第一款使用 Arm 新内核设计的 CPU,大中小核全是新架构:八核结构包含一个主频为 3.05GHz 的 Cortex-X2 大核,三个主频为 2.85GHz 的 Cortex-A710 中核,以及四个主频为 1.8GHz 的 Cortex-A510 小核。

联发科的 Cortex-X2 核心配备了完整的 1MB 二级缓存,时钟频率高达 3.05GHz。这个频率高于我们今天在 X1 内核——骁龙 888 或 Exynos 2100 上分别为 2.86 和 2.9GHz 的频率,但联发科的竞争对手采用三星 5LPE 工艺节点。我们还不知道下一代骁龙的具体配置,但应该不太可能超过 3GHz 大关。这意味着天玑 9000 可能具有单线程性能领先地位。

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联发科在发布中称,天玑 9000 的性能相比当前安卓旗舰高出 35%,同时能耗效率又提升了 37%,这意味着联发科芯片的 X2 内核峰值功率水平将与我们今天从骁龙 888 上的 X1 内核中看到的类似,这是一个不错的水平,并且这些数字与我们对 IPC 和工艺节点提升的期望相符合。

天玑 9000 的中核是 3 个 Cortex-A710 核心,配备 512KB L2 缓存,主频高达 2.85GHz,与高通采用的频率较低的 2.4GHz 设计形成对比。四个新的 Cortex-A510 小内核缓存为 256KB,也是接近最大性能的设置。

新芯片的 GPU 采用了新架构 10 核 Arm Mali-G710,在每核性能方面,一个新的 G710 内核大致相当于两个 G78 内核,因此在尺寸和性能方面,新芯片的 GPU 大致可与谷歌 Tensor G78MP20 GPU 相媲美,此外可能源自于 IP 的改进,总体性能提升了 20%。 

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在数据上,联发科宣称天玑 9000 的图形性能比目前的安卓旗舰要高 35%,而功耗效率则提高了 60%。今年的所有的旗舰机在游戏效率方面都相当令人失望,不论是高通、三星甚至谷歌,绝对功率数字都达到了 7.5-9W。

联发科指出,他们的效率优势远大于性能提升,这也表明其游戏测试时芯片的峰值功率水平低于极限水平,这绝对是一个值得欢迎的变化。

联发科再次提及了移动端光线追踪能力,但当前这只是一个软件 API 实现而没有专门的硬件部分。

下面就该跑分了,天玑 9000 的安兔兔跑分超过 100 万分(骁龙 888Plus 最高为 87 万),而联发科自己的说法是这个样子:

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这页 PPT 上展示了和苹果 A15 进行的对比,跑的还是手游《原神》,天玑 9000 能够略微超过 iPhone。iPhone 13 系列芯片的功率大约为 3-3.5W,据报道,在蜂窝网络条件下由于散热不佳,苹果手机的性能可能会受到限制。联发科指出,这些比较是在类似的热预算下进行的,因此希望比较在这里是有效的(毕竟 iOS 和安卓的原神画面质量、分辨率都不太一样)。

由于采用新的台积电 N4 节点以及 SoC 和平台设计的智能电源管理,天玑 9000 可以实现低功耗的优势:

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AI 算力上,联发科人工智能处理单元 APU(等同于 NPU)已经发展到了第五代,其具有六个用于 AI 处理的总内核,该公司称性能和能效是上一代的四倍。天玑 9000 还是第一款兼容 LPDDR5X 的 SoC。

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在图像处理上,新的 18 位 Imagiq Gen 7 ISP 被认为是世界上第一个能够实时处理 3.2 亿像素的芯片(需手机有该级别的感光元件),能够以每秒 9 亿像素的速度传输数据。

天玑芯片的 5G 通信能力同样有了大幅度的提升,天玑 9000 提供了一个支持 3GPP 第 16 版规范(5G R16)的集成 5G 调制解调器,可实现高达 7Gbps 的下载速度。值得注意的是,新芯片仅提供内置的 sub-6GHz 5G 支持,而没有兼容毫米波标准。

联发科指出,与竞争对手的产品相比,天玑 9000 的调制解调器具有极高的能效。

天玑 9000 也被称作是第一款支持蓝牙 5.3 的智能手机芯片,Wi-Fi 的标准也提升到了 Wi-Fi 6E。

由于新一代华为麒麟的缺席,安卓手机芯片领域的主要玩家仅剩高通、联发科和三星。即使预计在本月底骁龙年度技术峰会上发布的「骁龙 8gen1」与天玑 9000 性能相同,对于联发科来说也可视为一次巨大的胜利。

到目前为止,虽然在 5G 芯片上联发科已经达成了全球市场占有率第一的成绩,并且连续维持了四个季度,天玑芯片在性能上仍被视为落后于骁龙 888。但在天玑 9000 推出以后,明年第一季度我们或许将看到令人震惊的转变。

参考内容:

https://www.anandtech.com/show/17070/mediatek-announces-dimensity-9000

https://www.theverge.com/2021/11/18/22790189/mediatek-dimensity-9000-flagship-chip-qualcomm-snapdragon-competition-arm

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关键词: 芯片

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