聯發科天璣 9000 恐為少數使用 Arm 官方旗艦級 CPU 與 GPU 微架構的頂級手機平台

2021.12.17 01:54PM

隨著華為海思受中美貿易戰無法再投入新款手機晶片生產,當前智慧手機業界高階平台就剩下蘋果、高通、聯發科與三星四強相爭,而今年聯發科更早於高通、三星宣布全球首款搭載 Armv9 指令集與基於該指令集的新一代 CPU 微架構、同時搭配新一代 Mali-G710 微架構的天璣 9000 ,雖然終端產品首發最終還是輸給較晚發表的高通 Snapdragon 8 Gen 1 ,不過依照當前業界趨勢,聯發科未來恐成為唯一一家在 CPU 與 GPU 維持 Arm 標準微架構的旗艦級智慧手機晶片供應商。

照片中提到了We are working together with AMD,,包含了公開演講、Advanced Micro Devices公司、CES 2021、Exynos、脫氧核糖核酸

▲三星雖放棄自主 CPU 架構,但在 GPU 則轉以 AMD 合作

蘋果在相當早之前,就轉為授權 Arm 指令集並自行開發 CPU 微架構的公司,而縱使在 GPU 也使用自行開發的架構以前,蘋果也選擇 Imagination Technologies 的 GPU 而非 Mali (不過在當時蘋果開始使用 Apple Silicon 的時間點 Arm 還未收購 Mali ),至於高通雖是 Arm 辦客製計畫首家用戶,但 GPU 則一直不假手他人使用收購自原 ATi Mobility 的 Adreno GPU ,同時在去年 NVIDIA 宣布收購 Arm 的計畫後,高通藉此收購由多位蘋果資深架構師成立的 Nuvia 發展自主 CPU 微架構;三星則一開始先行開發自主 CPU 架構,但最終與 Arm 標準微架構表現差異不大,最後選擇擁抱 Arm 標準 CPU 微架構,然而過去以來一直是 Mali GPU 愛用者的三星則宣布與 AMD 合作,預計在明年亮相的 Exynos 2200 將是首款使用 AMD RDNA GPU 架構的行動晶片。

照片中提到了Advanced Mobile CPU Architecture、World's 1st Cortex-X2、Cortex A710,跟沃特世公司有關,包含了尺寸 9000、聯發科、中央處理器、ARM架構、高通公司

▲聯發科成為第一家公布採用 Armv9 指令級與新一代 Cortex 微架構的晶片商

Arm 的標準微架構向來是廣受業界歡迎的,畢竟晶片商藉由 IP 授權方式即可取得穩定可靠的架構,只要結合自身其它領域的專業即可建構差異化的產品;不過有著蘋果 Apple Silicon 多次展現自主微架構帶來的性能與能耗優勢,也迫使晶片商在高階晶片產品除了設法增加差異化以外,也要設法在最根本的性能與能耗能與蘋果一戰,也因此開啟各家高階晶片在 CPU 或是 GPU 投入自主架構的戰國時代。

聯發科雖然過往不乏推出旗艦晶片,但相較同一時期競爭對手,其架構與效能從狹義來說最多只能算得上是「近旗艦級晶片」的水準,直至今年天璣 9000 的推出,聯發科才算是在基本性能面達到狹義的同世代旗艦級晶片水準。聯發科直到現在才投入真旗艦級晶片,與其在智慧手機平台的發展模式有很大的關聯。

▲ Helio X30 成聯發科末代三叢級架構產品

不同於高通初期就是鎖定中高階市場,聯發科自功能手機時代就是以物美價廉著稱,持續以來皆作為通訊技術的普及者提供中階與主流晶片聞名,不過即使如此,聯發科也試圖在 4G 時代力圖轉型,在數年前 4G 的 Helio 「曦力」時代推出過採用三叢集設計的 Helio X 產品線,但畢竟多叢集架構牽涉許多複雜的核心分配、快取資料轉移等問題,效能反而不及當時採用兩個叢集的大小核設計,後續 Arm 推出 big.LITTLE 技術後更顯尷尬,自此之後聯發科就將產品線鎖定在入門到中偏高階,不再涉入手機頂級晶片領域。

照片中提到了NEW GPU ARCHITECTURE、World's 1st Mali-G710、CPU,包含了天機9000、聯發科、聯發科技天璣、中央處理器、高通公司

▲天璣 9000 搭載 10 核的 Mali-G710 ,可支援光線追蹤技術

但近年由於高通產品線混亂、晶片供貨不穩定,聯發科藉著急起直追的整體表現、向來經濟實惠的價格等因素,也逐步擴大市佔率,甚至晶片出貨量已經反超高通成為行動通訊晶片產業的新霸主,在天璣 1000 系列的準旗艦級晶片市場反應良好之後,又興起重啟頂級晶片產品線的計畫,成果就是今日所見的天璣 9000 。

雖然天璣 9000 在 CPU 、 GPU 架構採用 Arm 的標準微架構, APU 的 AI 加速架構印象中是向其它 IP 廠商授權,不過其它架構如通訊、能源管理、多媒體等仍由聯發科自行設計,加上搭配台積電領先的 4nm 製程技術,從目前的測試結果相比上一代的天璣 1200 有大幅度的升級,也是現階段數一數二的頂級平台。

照片中提到了A14、6-core、CPU,跟阿爾法伽瑪三角洲有關,包含了a14芯片架構、iPhone 12、蘋果A14、5 nm製程、iPad 3

▲縱使蘋果 A 系列平台僅有 6 核心,但無論是運算性能或日常體驗仍超越同時期 Android 8 核心平台

聯發科選擇擁抱 Arm 標準微架構之路是沒有太大的問題的,畢竟只有少數的狂熱者會以測試數據嚴格審視產品,產品的實際體驗才是關鍵,但這又會牽涉包括晶片本身的架構規劃,晶片能源管理、應用程式執行效率、設備散熱設計等種種條件,若採用標準微架構意味著就是需要設法在效能與效率之間取得平衡,而非一味的把核心數量堆高,尤其蘋果已經多次以 6 核心 CPU 搏倒 Android 陣營的 8 核心 CPU 產品,核心的數量已經不是最大效能的依據。

照片中包含了谷歌張量、谷歌像素 6 專業版、谷歌、谷歌、張量處理單元

▲ Google Tensor 是與三星合作的產物,但未來是否追隨三星使用 AMD GPU 仍是未知數

然而從目前業界的局勢來看,聯發科恐怕會是 2023 年後唯一或是唯二還堅守 Arm Cortex CPU 與 Mali GPU 標準微架構的頂級手機晶片商,另一家則可能是 Google Tensor ,畢竟 Google 的重點目前並不放在純效能,而是借助自研的 Tensor 加速器與系統深度整合帶來的日常體驗提升,但由於 Google 當前 Tensor 處理器是與三星合作,也不能排除接下來如同三星 Exynos 2200 一樣改採 AMD GPU 。

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