海思麒麟950架构完整解析
今年的手机SoC芯片格局想必大家都已经十分了解,就安卓阵营来看,高通骁龙810深陷发热泥潭;三星豪赌14nm FinFET工艺,凭借自家Exynos
7420赚足眼球;华为海思和联发科则纷纷选择了放弃A57的保守过渡策略。在芯片不给力的情况下,各家手机厂商拿出来的产品自然也会感觉相对疲软,所有人都在期盼ARM
Cortex-A72、高通的Kyro、三星Mongoose等新一代架构芯片带来一场彻底的变革。
华为海思麒麟950正是在此背景下登场的第一款芯片,首次采用ARM
Cortex A72架构以及Mali-T880 GPU,全部是新世代的产品。具体来看,CPU部分采用423GHz主频Cortex
A72大核+418GHz主频Cortex
A53小核,不过并未采用ARM推出的CCI-500互连架构,而是继续沿用了现有的CCI-400,华为称这主要是因为麒麟950设计研发时CCI-500尚未发布,因此并未采用。
在制程工艺方面,华为海思麒麟950采用的是台积电16nm FinFET工艺的升级版本16nm FF
Plus,可以更好的发挥性能优势,已经十分接近三星现有的14nm LPE工艺,更强的14nm LPP工艺得等到明年了。
从GeekBench 30的实测数据来看,采用新架构的海思麒麟950表现相当抢眼,单核性能已经压过了采用A57架构的Exynos
7420以及高通骁龙810,目前安卓绝大部分应用仍然是以单核性能为主,只有少数跑分软件才能让其八核全开,多线程性能的重要性其实并没有数据差异这么明显,这也是安兔兔60等测试软件大幅提升单核性能权重的重要原因。
在内存控制器方面,华为海思麒麟950非常有意思,它可以同时支持LPDDR3和LPDDR4内存,这也是华为自主研发的成果,预计海思麒麟950可以搭配LPDDR3内存衍生出更加丰富、灵活的产品布局。
大家最为关心的部分可能还是GPU,海思麒麟950此次采用了四核心的Mali-T880
MP4,但值得注意的是,这个Mali-T880的工作频率相当恐怖,最高可以去到900MHz,这比ARM官方的A72最高主频还要高,由此带来的性能提升也是可以预见的。至于为什么没有使用更多核心的Mali-T880同时采用更低的频率,华为解释称这也是基于自身用户群体调研数据而决定的,因为绝大部分用户在使用中都没有榨干GPU本身的性能,换句话说,这样的GPU性能并不是瓶颈。作为一款面向高端商务市场的机型,华为做出这样的选择也是无可厚非。
从1080P分辨率下的GFXBench离屏测试结果来看,四核心Mali-T880的性能与骁龙808的Adreno
418十分接近,实际帧率只高出了一点点。但是全新的16nm FinFET
Plus工艺带来的发热改善十分显著,最高温度只有378摄氏度,还不到40摄氏度。这样的性能应付目前的《真实赛车3》、《里奥的财富》、《NBA2K16》等大型3D游戏完全没有问题,实际体验非常流畅。
此外,GFXBench为了迎接安卓平台手机芯片接下来的大爆发,最近也刚刚升级到了40版本呢,新增一个基于OpenES 31的《Car
Chase》测试场景,对于手机GPU的压力也更大,即便是拥有八核Mali-T760
GPU的Exynos7420也只给出了不到10帧的成绩,全新架构的Mali-T880在此环节给出了54帧的成绩,高主频的优势还是要胜过骁龙808,后者只有38帧。
从华为官方给出的功耗数据上来看,海思麒麟950的A72大核的单核最高功耗在1450mW左右,整体功耗还要低于20GHz主频Exynos7420上的A57大核。在发热环节的测试中,海思麒麟950即便是在满负载压力测试或者《真实赛车3》游戏中温度也只有50摄氏度出头,机身温度最高不到40摄氏度,全新架构和16nm
FF+工艺表现足够令人满意。
华为海思麒麟950另一个值得关注的变化就是采用了耗时四年自主研发的14位双核ISP(图像信号处理器),处理能力为940MP/s,集成式设计不但可以进一步机身芯片占用空间、减少功耗,也使得华为在影像系统部分有了更多的控制力。不过,在多媒体解码/编码能力方面,SoC本身具备4K/30帧视频的解码能力,但编码器只限制为1080P/30帧,这也就是说很难在不减少帧率的情况下实现4K超清视频录制。
总的来说,华为海思麒麟950芯片作为新架构首秀展现出了足够的“革命性”实力,而且自研ISP、LPDDR3/LPDDR4内存控制器、Balong集成基带芯片、i5协处理器等的加入,都使得海思麒麟950展现出了极高的集成度,这也是华为Mate
8内在实力的展现,同时也是相对其他手机厂商的重要差异化优势。就华为Mate
8自身的高端商务旗舰定位而言,海思麒麟950这种近乎翻倍的性能表现绝对值得肯定。
性能方面肯定是950好了,一个是之前的高端,一个是用于中低端手机的。
一、麒麟658处理器:
代表机型:华为nova青春版
作为麒麟655的升级版,麒麟658其依旧集成了8个A53核心,基于台积电16nm工艺,内置MaliT830 MP2 GPU,只不过4个大核心的主频从21GHz提高到236GHz,而四个小核心依旧还是17GHz。简单来说,麒麟658相比此前的麒麟655主要提升了CPU主频,性能自然会有所提升。
二、高通骁龙625处理器:
代表机型:努比亚M2、华为nova、红米Note4X、360N4s、OPPO R9s、vivo X9等
骁龙625大家都不会陌生,是时下一款热度很高的中端主流低功耗处理器。骁龙625内置8个核心,主频均为20GHz A53,GPU则为Adreno 506。
三、麒麟658和骁龙625有什么区别?
1、架构对比:
架构方面,麒麟628和骁龙625都是八核A53的大小核结构,算是半斤对八两,但是麒麟的主频明显更高,不过平时使用几乎察觉不到太大的差距。
2、制程工艺对比:
麒麟658采用台积电的16nm FinFET+工艺制程,而骁龙625则采用了三星的14nm工艺,二者在现如今一系列中端Soc中都算是比较主流的工艺。
制程越小越先进,如果仅看数字,似乎是采用14nm的骁龙625优于采用16nm工艺的麒麟658,但考虑到在苹果A9处理器三星的14nm比台积电的16nm综合水平还有落后,台积电有着更成熟的技术,因此小编得出了一个不一样的答案:麒麟658至少在制程上并不比骁龙625差,甚至可以说稍稍占优。
3、CPU性能对比:
由于麒麟655配备的四个A53核心频率比骁龙625更高,因此在CPU运算方面,麒麟658显得略有优势。
4、GPU性能对比:
GPU也就是图形核心,主要是游戏玩家比较注重,它决定着手机的游戏性能。
骁龙625配备的是高通自家的Adreno 506 GPU,而麒麟658则是祖传的MaliT830 MP2,怎么对比都是Adreno 506更强,这也体现出华为的麒麟在GPU上还有很多功课要做。
5、其它对比:
麒麟658配备了i5协处理器,能够将待机时的功耗大大下降,并且针对LBS定位功能进行设计,使得手机可以随时随地开启计步以及传感器调用,与CPU各司其职,获得更优的待机功耗,这方面麒麟658可以说是完胜骁龙625。
骁龙625则在基带方面全球领先,这个细节方面相比麒麟658更有优势一些。
麒麟658和骁龙625哪个CPU更好?
综合对比来看,麒麟658相比骁龙625的优势在于制程、CPU运算速度、待机功耗三个方面,而骁龙625则主要在GPU、基带等方面更有优势,可以说各有特色。
总的来说,麒麟658和骁龙625总体而言不相伯仲,虽然跑分方面,麒麟658略低,但其配备了i5协处理器,能够将待机时的功耗大大下降。
高通骁龙625性能比麒麟950差多少?虽然骁龙625在中端市场为高通贡献巨大功劳,但毕竟麒麟950属于华为推出的旗舰处理器,即使已经过去一年时间,性能依然处于中高端之间。骁龙625比麒麟950性能有多大差距,我们不妨先来了解它们的参数。
骁龙625参数
骁龙625,虽然隶属于骁龙600系列,但作为高通首款采用14nm制程打造的八核心处理器,出色的功耗控制是它的招牌,相比较骁龙625的能效比更加值得期待。8个核心均为20GHz A53,GPU则为Adreno 506,与上一代的骁龙617相比,功耗节省35%。骁龙625最高支持Cat7 LTE网络。
另外和骁龙820一样的工艺节点并且同样支持Quick Charge 30快充技术。架构方面虽然只是Cortex-A53,但是单核心最高主频提升到2GHz,性能方面同样出色,安兔兔跑分大约在6万左右。据悉OPPO R9升级版R9s也将采用骁龙625这颗处理器。
软件测试:安兔兔+Geekbench 3+3Dmark暴风雪
本次使用的机型是三星不久前上市的C7,该机型配置为骁龙625+4GB的组合,测试通过软件测试、游戏体验两个方面入手,来看骁龙625的表现到底如何。
使用最新版测试高通骁龙625可以看到,该处理器跑分达到了62717分, 在中高端机型上属于较好水平。从发布的排行版来看,骁龙625的性能与骁龙652有1万分左右的差距,但对比小米4S所搭载的骁龙808来说,跑分甚至领先一点,性能处于骁龙625>骁龙625≥骁龙808,性能表现毋庸置疑。
紧接着用Geekbench 3进行测试,最终显示骁龙625的单核性能分为942,多核性能分则达到了5129,骁龙652采用了级别更高的Cortex-A72架构,尽管主频比较低,但还是更有优势。所以在单核性能上骁龙625依旧存在一定差距,但在多核性能上甚至超越了骁龙652,从排名中也能看出该处理器多核性能领先去年的三星旗舰S6。
使用3Dmark暴风雪(Ice Strom Unlimited)场景测试GPU性能,骁龙625跑出了13880的分数,事实证明了骁龙652上面Adreno 510GPU稍强于骁龙625上Adreno 506 GPU,但对于一些普通的3D游戏而言,骁龙625都可以提供流畅体验。
麒麟950软件评测:安兔兔+Geekbench 3
麒麟950在安兔兔v562版本下,跑分居然突破8万分,达到了82220的分数,着实彪悍,作为对比,跑分小王子三星7420目前的成绩在6万分左右。
麒麟950安兔兔的各个得分项,CPU整数、浮点成绩分别是15075、8923,而CPU的单线程整数和单线程浮点为3084和3060,这些成绩都远超骁龙810和三星三星7420。
这一点在实际测试中也表现了出来,麒麟950的单核分数1481分,多核性能分数达到了5420分。这一分数超过了上面评测的三星C7,完全是在辗压骁龙625。
总结:骁龙625虽然性能不敌麒麟950,不过却也有许多新特性超越麒麟950,毕竟是高通后来才发布的新处理器。骁龙625主要还是面向中端市场,要想挑战高端完全不可能。
950的出现首先应该得到肯定,至少在性能上基本超越大半年前的Exynos7420了与高通810,但低于820也是定论。但这些只是从跑分上的数据进行的分析,真正的体验需要时间的检验。正如810一样,理论的性能很高,但实际上能用的很少。
但要承认的是,海思已经从k3v2时代落后一年半到2年的根本不能用,930落后一年的基本能用,到如今落后不到8个月,进步已经十分明显。 950黑点大概集中在GPU与cat6基带上。麒麟950所用的mali-t880mp4在跑分上性能基本与苹果A8,高通808相近,理论性能与7420的mali-t760mp8相近,虽然弱于高通820与传说中的m1是板上钉钉,但这个性能几乎所有的游戏都已经能胜任。而不是k3v2的基本不能玩,920/930的勉强能玩。
GPU弱的原因大概有两点:
①出于成本考虑
②CPU中等装了其他的东西,以至于不能再放入多余的GPU单元。
对于①是否属实,这个大概只有海思自己的人知道。而②是切切实实(不是说一定是这个原因,但理论上可能性最大)。由于海思一直走的是soc路线,950内设计了其他诸如isp、dsp、基带、协处理器等其他单元,导致了无法再加入更多的gpu单元,所以在图形处理方面表现的差强人意。尽管如此,950在图形处理的能力上已经达到了现有旗舰CPU顶尖的水平。而其中的双通14bit isp对摄像头图像的处理应该会有很大的提升,这是值得期待的。
基带方面,很多人觉得相比cat10、cat12是不是有些太寒酸了。其实catx所支持的理论速度需要移动终端与基站方双向支持,而国内目前的情况是,cat6仍然远未普及(目前我国大部分仍是cat4,下载速度2M/S已经满足觉大多数人的需要)。
最重要的是,大部分的人都不会开着流量去下载一个很大的文件。综上,虽然能用更加先进的基带是最好的,但用最高支持cat6的基带绝对不是致命的短板。
麒麟950,就像麒麟920/925(mate7)一样,将是海思的一个新的里程碑。最大的亮点是时间上显著领先于高通骁龙820和三星Exynos8890。
麒麟芯片其实并不只是CPU,而是把许多不同同能的子芯片包括CPU、GPU、基带等等一起集成到同一个综合性的大芯片里面,通常被称为 SOC(system on chip)。目前华为手机被喷得最多的GPU性能以及LPDDR3、eMMC45、WiFi、等规格方面的劣势本质上其实都是因为麒麟930/935相对于三星和高通的落后。这些短板随着麒麟950上市基本都会解决。
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更新:
麒麟950/955的实际性能表现:
SOC的实际性能表现与手机的调度机制有非常大的关联。搭载用麒麟950/955的四款华为旗舰手机中,mate8电池比较大调度机制比较激进限频比较少,能够将性能全部发挥出来,游戏表现与小米5基本不相上下。其他三款旗舰都在性能/功耗的平衡上比较保守,大型游戏表现要相对弱一些。
三星S7上的骁龙820同样采取了保守的调度机制,大型游戏性能表现与P9基本相同。努比亚Z11虽然也用搭载了骁龙820但调度机制保守得性能连X20都不如,帧率上只有P9的一半。
以上结论全部从人气比较高的各家中立测评得出,而且各家的结论是能够相互佐证,可信度还是挺高的。麒麟950虽然GPU跑分与820有非常大差距(CPU部分820单线占优,950多线占优),但由于实际上真正限制手机性能的是发热与功耗两者在实际使用中的表现没有明显差距。
另附新近的Anadtech专业测评表,其中可以看到麒麟950/955各方面的测试表现。
http://wwwanandtechcom/show/10217/the-lg-g5-review/7
下面仅以我自己以wiki上的资料为参考制作的海思和三星处理器(均采用公版架构)的对比表来说明海思移动处理器这些年的进步(部分规格有待确证)。同等水准的处理器被放在同一行:
详情请wiki HiSilicon,Snapdragon,Exynos
<img src="https://pic3zhimgcom/852dfc699c6233fdb5dca894d370a832_bpng" data-rawwidth="969" data-rawheight="962" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="969" data-original="https://pic3zhimgcom/852dfc699c6233fdb5dca894d370a832_rpng">从表中可以看到海思的进步还是很快,麒麟910、麒麟925、麒麟950与三星同等水准SOC的差距大致上分别是2-3年、1年、05年(暂且忽略基带上的领先)。而麒麟950相对于麒麟935的有了一个全方位的提升: 采用了Cortex-A72+Cortex-A53八核架构,台积电16nm Finfet+工艺(优于16nm Finfet),Mali-T880 MP4 GPU以及256 GB/s的带宽。同时开始支持eMMC 51规格的存储介质,80211ac 5GWi-Fi以及USB 30。
如果说麒麟920只是勉强跟上了脚步,那么麒麟950就基本可以说是追平高通、三星(将要发布的下一代产品),甩开联发科了(联发 科未出的helio x20仍采用骁龙810的20nm制程,十核之中A72核心也只有两个,而且内存规格仍为LPDDR3,可以说跟其他三家差距明显),现在反复被人诟病的 那些性能方面的黑点也几乎可以一扫而空。不过高通、三星都已经开始玩自主的架构了,这点上还是有差距。“华为在发布会后透露,将会投入更多人力物力资源研发自主架构处理器,但短期内不会用在麒麟家族上,而是进军服务器”
GPU规格最终被确定为Mali-T880 MP4,虽然跑分上仍然落后于三星 Exynos 7420但由于功耗上的优势实际使用时的性能表现还是占优(根据CPU君的游戏实测)。相比于三星下代的Mali-T880 MP12,950在GPU跑分上的差距显然会进一步地拉大。但由于真正限制SOC性能的不是跑分而是功耗,实际使用性能有多少差别仍待实测。
The Mali-T880 GPU is scalable from one to sixteen cores and delivers 18 times more performance and 40% more energy efficiency when compared to Mali-T760 GPU-based devices
Mali-T880 GPU相对于Mali-T760 (galaxy s6) GPU性能提高18倍,能效提高40%
——摘自ARM官网 Mali-T880 - ARM
基带方面:
1基带规格仍为Cat6标准并未采用最新技术,应该是没来得及,算是最大的意外了吧。(华为巴龙750基带参数曝光,这也是对喷子的提前回复)。
2 由于CDMA专利授权的缺失(这里是进一步的噩耗中国芯要自力更生 英特尔已买下威盛CDMA专利_IT快讯),全网通基带方面的短板短在950身上仍然存在。好消息是这个短板已经在麒麟650、960上解决。
3 不过麒麟是支持VoLTE 4G通话的,等到电信VoLTE普及CDMA方面的短板或许也就不再是问题(电信用户的福音:大家猜一猜,手机状态栏上的HD表示什么意思? 来自李小龙Bruce_Lee)。
4 “在媒体沟通会上,华为披露,麒麟芯片累计发货量已达5000万部,目前中国在用的4G+手机中,有50%以上采用麒麟芯片。从麒麟920开始,基于麒麟920、麒麟930的所有手机产品全线支持4G+”(网速飙300Mbps!麒麟芯片份额曝光)。 4G+就是所谓的载波聚合,国内还没有铺开。另外50%估计基本就是采用高通高端芯片的手机吧。概念炒作得不错,算是基带技术领先埋下的伏笔
策略问题:
这里先引用一句关于麒麟920的评论:
“其 实芯片的策略有田忌赛马有点类似,何时发力是很大的学问。其中最为关键的要素其实不是架构,而是工艺,工艺决定芯片规模和性能,而华为海思总是在这个问题 上吃亏。K3V2在40nm末期强上四核A9,在规模和频率上自然比不过后来那些28nm的新品。而现在华为Kirin 920选择在本时代(28nm)的末期发力,一举超越其他在2013年的产品而成为最为强大的A15处理器,当然在现在这个节点高通和三星由于之前的发力 现在已经疲惫不堪,正在养精蓄锐等待下一场的大赛,华为在这个时候发力超过也是理所当然,因此我们可以说华为的这个胜利可以说是田忌赛马的胜利。但这个胜 利无法长久,其他厂商采用完全新A50架构和20nm新工艺的产品都已上路。Kirin 920领先不了多长时间,其在架构、规模和工艺上又会大幅落后,K3V2的悲剧又将再次重演。”
显然这次海思改变了策略,直接跳过了20nm工艺(在更长时间内忍受28nm制程的落后)全力进攻16nm,这使麒麟950直接达到高通、三星最新SOC的水准,而不是像麒麟920那样只追上脚后跟。
最后插一句,K3V2应该是海思第一代推向市场的移动处理器,P6上市那会K3V2已经勉强支撑可能快两年了,“万年海思”的名号就是那会出来的。现在比起那时候不管是与海思自己比还是与高通三星比进步都还是非常大的,老抓着K3V2不放确实已经没有多少意义了。
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华为似乎不愿意让海思SOC的定位低于高通,一开始就是走高端路线,同时又需要有一定的出货量来分摊研发成本,所以华为一直扛着性能上的劣势用自己的中高端手机 孵化海思的SOC。我现在手里的P6带着K3V2上市的时候应该可以认为是扛得最苦的时候了(K3V2刚上市时并不算差,但由于继任者迟迟不能就位到P6 的时候已经落后很多了)。虽然海思跟高通、三星相比还有不小的差距,但是我认同华为冒着巨大风险用自家旗舰手机为海思SOC背书及攀登技术制高点的魄力和 决心。仅国产SOC这项差不多久就能构成我个人硬挺着在美国用华为的充分条件了。普通消费者并没有必要为此买单,但对于那些“仗”着三星、高通的实力对海思冷嘲热讽的中国人我也只有呵呵二字而已。
话说中国理发师的水平比美国的只好不差,凭什么一个赚20人民币一个赚20美元?因为没有掌握制高点,方方面面的制高点。
现在的华为水军真是越来越狂了,撒谎都不脸红,CPU华为海思麒麟950强,但是gpu是高通骁龙801强,推荐答案说对了一句话801是前两年的产品,游戏801,普通使用950要快不少,在下说话不偏哪边是怎么样就怎么说。
海思950处理器性能超过高通骁龙810。
主要是在GPU方面有一定差距,不过实际体验肯定比810好多了。
麒麟950采用的是台积电的16nm FF+工艺,4个23GHz的A72核心+4个18GHz的A53核心,搭载全新的MaliT880图形处理器。按照华为自己的说法,在性能提升11%的同时,功耗降低20%,图形生成能力则提升了100%。华为表示:用户触发操作时,能做到100毫秒内响应,给用户带来快速响应的体验;一般工作状态下,确保每一帧绘图在1/60秒内完成,实现流畅不卡顿的体验。这个技术是非常贴心的,因为大小核的CPU往往有小核卡顿的问题,在切换上不能得心应手,而华为保证了响应时间和流畅。
骁龙810是目前高通最高规格移动芯片之一,采用四核Cortex-A57+四核Cortex-A53架构,以及Adreno 430图形芯片。高通声称相比Adreno 420来说其性能提升了30%,功耗降低20%,支持DX112、OpenGL ES 31、OpenCL12完整版,支持完整的H265硬件解码,不但能输出4K信号到手机显示屏,还能同步输出4K到外接设备,性能极为强大,几乎所有规格都是最高标准,同时功耗控制也相当出色,高通声称,使用4K超高清显示时,骁龙810的功耗会和1080P显示一样
16纳米工艺的麒麟950八核芯处理器,最高主频达到23GHz,除了发热有点厉害,玩王者荣耀基本没有问题。
麒麟950的靓点在于CPU之外。在GPU上,虽然用公公版的MaliT880,但是其频率拉到900MHZ,在拍照性能方面,麒麟950采用了全新的自研ISP,支持14bit双ISP,吞吐率性能提升4倍,支持混合对焦技术,可根据拍照场景自适应选择最佳对焦方式,实现快速对焦。在摄像头核心元件不能自主的情况下,ISP对出片效果的影响很大。
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