华为麒麟980只有Mate20证明自己 才能Soho自研SoC的成功

大家好，今日小科来聊聊一篇关于华为麒麟980只有Mate20证明自己 才能分析Soho自研SoC的成功的文章，现在让我们往下看看吧！

在昨晚的IFA发布会上，华为消费者业务CEO余承东面向全球发布了全新处理器麒麟980。海狮一直是华为的关键战略组成部分，这使得华为有别于其他依赖高通等SoC供应商的公司。当然，这种策略是一把双刃剑，“Soho”麒麟SoC意味着芯片的设计必须正确，否则华为手机将陷入不利的竞争地位。

之前的麒麟950是一款令人印象深刻的芯片，它应用了当时最先进的TSMC 16纳米FF技术和Cortex A72架构。这种强强联合赋予了麒麟950强大的竞争力，为华为带来了丰厚的回报。

后来麒麟960和麒麟970就展现了这种策略的风险一面。麒麟960是采用16 nm FFC工艺制造的SoC(比16nm FFC工艺差一点)，以同期采用10nm LPE工艺的高通骁龙835和三星Exynos 8895为主。虽然麒麟970改用了TSMC的10纳米工艺，但它只采用了Cortex A73架构，而骁龙845则是从Cortex A75优化而来的Kryo 385架构。此外，这两代麒麟处理器的GPU能效也受到Arm Mali G71/G72架构薄弱的限制，缺乏竞争力。

这次设计麒麟980，华为又一次处于非常有利的位置。Arm的新Cortex A76和Mali G76架构在能效方面取得了长足的进步，TSMC也在全力推进其7nm制造工艺。

从昨天的发布会上可以看到，麒麟980采用了Cortex A76 Cortex A55和Mali G76 GPU集群的DynamIQ CPU集群。

在过去的设计中，集群中的几个内核都运行在相同的时钟和电压上。如果一个高性能线程需要一个高性能状态，那么其他线程就要相应的提高频率，能效比就被迫降低。这一次，hisilicon充分利用Arm全新的DSU集群和异步CPU配置，将麒麟980中Cortex A76架构的高性能CPU集群分为两组，每组运行在不同的频率和电压下，在实际使用中可以有效提高能效比。

在两套Cortex A76 CPU中，高频那套运行在2.6GHz，远低于Arm此前公布的3GHz目标，但高于此前预测的2.5GHz保守频率。尽管如此，新的CPU架构依然带来了显著的性能提升，Cortex A76在2.6GHz下的表现依然非常出色，另外一款Cortex A76 CPU的运行频率为1.92GHz，应该是一个很好的能效比平衡。两个内核可以根据不同的使用场景灵活调用。

在缓存方面，所有Cortex A76都具有推荐的512KB L2缓存配置，而A55则具有128KB缓存。在最新的DynamIQ集群配置中，L2缓存是每个CPU内核的专属。L3缓存设计为4MB共享，容量是骁龙845的两倍。

CPU性能提高了75%，能耗比提高了58%

意味着华为麒麟980相比麒麟970可以实现75%的性能提升，能耗比比麒麟970高58%。华为演讲中的PPT注脚显示，其能效数据基于Dhrystone，而Dhrystone非常专注于考研的CPU核心，相比内存等其他方面，不会给SoC带来太大压力。

麒麟980采用的Big.middle.little三层结构也带来了调度的复杂性。hisilicon表示，它采用了新的“灵活调度”机制，但遗憾的是，目前还没有更多细节。在真正拿到第一台麒麟980设备之前，先说说性能和功耗

的数据仅限于数据估算。

经过一些简单计算后，麒麟980的性能和功耗表现基本与此前Arm发布Cortex A76架构时推测的情况相差无几。2.6GHz的Cortex A76性能达到或超过2.7GHz的三星Exynos 9810并无问题，相比骁龙845则可领先30%左右。而7nm工艺下，麒麟980的2.6GHz的Cortex A76核心功耗甚至低于1.8GHz的三星Exynos 9810，能耗比冠绝全场。

10核心Mali G76≥20核心Mali G72

麒麟980也是第一款采用Arm全新Mali G76 GPU的SoC。Mali G76与以往的Bifrost架构有很大的不同，它极大地改变了核心的内部结构。

Mali G76为了提高架构的性能和面积效率，将GPU内的基础计算模块的规模增加了一倍，单个EU内拥有8组FMA和ADD/SF流水线。实际上，一个Mali G76核心的运算资源相当于两个Mali G72核心。

在纸面上，麒麟980的Mali G76 MP10可能乍一看比麒麟970中的Mali G72 MP12要小，但实际上它相当于Mali G72 MP20，也就是运算资源扩充了66％，这还不包括新架构的运算效率改进。

麒麟970的GPU频率高达747MHz，但此频率下的能耗比表现不佳，导致在实际使用中往往由于功耗和发热较大而不得不降低运行频率。据海思半导体透露，麒麟980的GPU频率为720MHz，性能相比麒麟970提升46％，能耗比则大幅提升178%。

若以行业中常用的GFXBench曼哈顿测试为基准，经过一些简单计算后可得出以下数据：

虽然根据Mali G76规模的不同，以及不同的测试对像素填充率和算术逻辑运算的负载不同，所得出的测试结果也不尽相同，但不得不说，至少在GFXBench曼哈顿测试这个基准下，麒麟980的绝对性能相较于骁龙845的Adreno 630来说仍然有所不及。

不过，麒麟980的GPU能耗比确实有了相当的飞跃，华为给出的178%也与在之前分析Mali G76时的推测基本相符。如果在实际设备上也是这样的水平，则意味着麒麟980跳脱了此前Mali G71/G72的大坑，可持续功耗水平恢复到了麒麟950的良性水平。

更快的内存控制器

麒麟980使用了LPDDR4X内存控制器，并声称在业内第一个支持了2133MHz内存，带宽增加13%。麒麟970的缺点之一是内存控制器在较高频率下非常耗电，希望麒麟980可以解决这一问题，在高频率下保持较高的效能。

华为在发布会上公布了一些内存延迟和带宽数据：在GeekBench 4测试中，麒麟980的延迟为138ns，骁龙845则为176ns。不过这些数据的参考性有待确认，因为麒麟970和骁龙835的延迟也在138ns左右，并且三星Exynos 9810的表现比它们都要好，其延迟只有78ns。

新的ISP及其成像特性

麒麟980使用了全新的ISP，图像处理吞吐量提升46％，能够支持更高分辨率的摄像头数据。新ISP的改进之一是引入用于HDR的10bit图像处理流水线，这是今年SoC中普遍增加的特性，但由于实际手机产品在色彩管理和屏幕两方面跟进不足，这一能力实际上很少使用。

新ISP的另一改进是支持“多通道降噪”技术，这听起来很像今年骁龙845中引入的多帧降噪功能，其降噪基于时间帧而不是空间像素，降噪效果更好且没有模糊的副作用。此外新ISP还有一个新的视频编码管道，可降低33%的视频捕获延迟。

不过，麒麟980的视频编码能力仍然维持在4K@30fps水平上，这对于一款全新SoC来说是一个竞争劣势。

全新双核NPU，吞吐量*2

麒麟980继续改进其神经网络推理加速架构，并推出全新双核NPU。新的双核NPU仍然每次只处理一个模型内核，这意味着单个模型推理的速度可以被加倍。华为表示，麒麟980的全新双核NPU比麒麟970的NPU快2.2倍，每分钟可实现4500次推断。

更快的Cat.21 4G基带和Balong 5000 5G基带

麒麟980中的全新Cat.21 4G基带支持4x4 MIMO、1.4Gbps下载速率和2x2 MIMO、200Mbps的上传速度，同时支持5CA、256QAM、3x载波聚合，堪称5G到来之前的最强基带。

除了4G基带之外，华为还谈到了可与麒麟980配套使用的Balong 5000 5G基带，这种搭配就如同下一代高通骁龙SoC将配套X50基带一样。不过华为没有透露关于二者配套的细节，只是称我们将在明年某个时候看到使用麒麟980 Balong 5000的设备。

1732Mbps高速WiFi模块

在以往的SoC中，华为通常会使用博通的WiFi模块。博通一直被认为是行业领先的，市场上的大部分旗舰设备中用的都是博通的WiFi解决方案。

不过此次麒麟980出人意料的使用了全新Hi1103 WiFi模块，支持802.11ac标准、2x2 MIMO和160MHz频宽，速度高达1732Mbps。同时Hi1103还支持L1 L5双频GPS定位，L5频段下定位精度可提升10倍。

万千光环集于一身

之前的麒麟960和麒麟970由于工艺和架构的劣势，在市场竞争中受到很大影响。这次的麒麟980希望能够解决这些问题，在各方面都有重大改进，使用了台积电最新的7nm工艺、Arm最新的CPU架构Cortex A76和GPU架构Mali G76，再加上内存控制器、ISP、NPU等模块的改进，使麒麟980看起来确实是一款非常均衡的SoC，在市场上处于极佳的竞争地位。首部搭载麒麟980处理器的智能手机Mate 20将于10月16日推出，应该是一款值得期待的设备。

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