华为史上最悲壮的处理器——麒麟9000作为系列“绝唱”之设计详解

发布者:火狐媚影 2023-6-1 00:59

导语:

公认的旗舰级麒麟神U——麒麟980和麒麟990系列之前都出过专篇介绍了,所以有读者朋友希望我再出一期麒麟9000系列的文章。

说实话,麒麟“绝唱”确实有必要好好解析一番,因为这个系列充满了太多的无奈成分和悲壮成分。

下面,就先从时代大背景来还原其“坎坷命途”,然后再与友商们全面比较一下,看看这款处理器到底牛在何处。

1,时间线梳理 A

2019年五月份,华为遭遇美帝第一轮制裁。而这时候的华为,刚在同年三月尾发布了“影像大师”P30系列,在五月份这个时间点正是该系列手机全球热销的时候!

所以,华为遭遇制裁后,谷歌停止授权华为GMS的行为,直接引发了海外市场的“地震”!由此可见,P30系列后来还能取得那么好的销量成绩,实属难得。

不过这还没完,此后ARM也停止了和华为的合作,虽说这对于华为已购买的A77架构授权没有影响,但一年后能效表现大幅提升的A78架构却与麒麟芯片无缘了!

所以别看老美只发动了第一轮制裁,实际上当时华为的境遇已经很艰难了。但老美并没有停下来的意思,三个月后又发动了第二轮制裁,那架势一看就是往“打残打废”的方向去的。

随后EDA软件三巨头——Synopsys、Cadence、Mentor在老美商务部的压力之下宣布断供华为,这个EDA工具就好比工匠的锤子,一旦被断供那么麒麟芯片的设计就无从谈起了。

这也是麒麟990系列沿用A76架构,而没有升级A77架构之关键原因。当时由于制裁影响,华为得先集中精力在EDA软件授权到期之前把麒麟9000系列先设计出来,时间非常紧迫!

而根据华为官方的说法,没有升级A77架构的原因是新架构性能强但能效一般,所以“谨慎行事”。这个说法用来解释麒麟990可以,但用来解释麒麟990 5G就说不通了。

毕竟7nm+EUV的制程工艺摆在那,而且隔壁高通的神U——后面发布的骁龙865之大核用的就是A77架构。话说回来,由于情况特殊,麒麟9000系列必须要足够强才行——起码得挺过几年的制裁。

但是,2020年五月份老美的第三轮制裁,直接让“挺过几年制裁”都成为了奢望。因为这次制裁直接强制台积电不得为华为代工芯片,就算华为退而求其次找三星也不行。

2,时间线梳理 B

不过,老美给了台积电120天的“缓冲期”——也算给了台积电的华尔街股东一个交代。试想一下华为这么大的订单量,突然在工订单全部报废,那台积电的损失会有多大?

所以说,老美并非“慈善家”,而是华尔街财团明面上的“打手”,在实施制裁的同时生意还得做。于是,老美看台积电的缓冲期限也快到了,在2020年八月份又实施了第四轮制裁!

这第四轮制裁非常严重,因为如今华为的手机之所以不能用上5G网络,皆与此有关!要知道华为在5G领域可是当之无愧的王者,全球5G标准必要专利数量常年排第一名。

2020年十月份,麒麟9000和麒麟9000E问世。这时候台积电已经停止为麒麟芯片代工了,所以这时候的麒麟9000系列芯片,可谓是用一片就少一片。

所以,Mate40系列尚能全系列皆用上麒麟9000系列处理器,但到了2021年七月份的P50系列时,就已经不够了——所以只有部分Pro版本能用上,其它皆为“火龙888”版本。

可能有人会奇怪,麒麟9000系列明明集成了5G基带,为何P50 Pro的麒麟版本仅支持4G网络呢?这也和老美的第四轮制裁有关——华为在5G射频前端被卡了脖子(库存则用光了)。

不过,有趣的是,2022年三月份,华为突然发布了5G芯片麒麟9000L,而且用的竟然是5nm制程工艺!结果一看才知道,CPU被阉割成了六核架构,只不过代工方未知。

这么诡异的架构设计,也不怪乎大家都猜测是华为通过魔改一些麒麟9000E(除了CPU不同之外这两者其它方面皆一致)的“残次品”,从而推出了这么一款芯片。

至此,也说明麒麟9000和麒麟9000E的库存正式告罄了。不过,从搭载麒麟9000L的Mate40E Pro支持5G网络可以看出,国产5G射频前端供应链已打通——现在就缺5G芯片了!

3,业内对比 A

实际上麒麟9000和麒麟9000E在CPU架构和GPU架构两方面完全一致,而且都是台积电5nm制程工艺。只不过后者较前者,少了两个GPU核心和一个自研达芬奇2.0架构NPU大核。

既然华为被迫在麒麟9000这代拼命堆料,那么这次就不谈其它的,直接说性能,看看这个麒麟9000是怎么做到“拳打骁龙8 Gen1,脚踢骁龙888”的。

首先是CPU这边,其拥有一颗A77超大核(主频3.13Ghz)、三颗A77大核(主频2.54Ghz)和四颗A55小核(主频2.05Ghz)。可以看出,在各个核心主频方面是非常激进的。

至于Mali-G78 GPU那边,更是直接将核心数堆到“满配”了——足足有二十四个GPU核心!同时GPU核心的频率还定得比较高(起码比前代麒麟990系列高了不少)

盲猜这么一番极限堆料下来,就算架构和制程工艺都升级了,GPU的能效表现应该也是不如麒麟990 5G的,对比了一下确实如此——GPU性能提升了76%但功耗却上升了97%!

既然GPU能效不行那CPU的能效表现如何呢?单核性能在提升30%的情况下,功耗仅上升了10%,可见单核能效表现非常优秀!接下来就和骁龙比划比划。

首先有请“火龙888”,由于其采用了X1架构的超大核,所以CPU单核性能较麒麟有12%的优势,但功耗却高了35%!多核性能则麒麟略强。GPU性能麒麟略强,同时功耗还略低!

可以看出在整体能效方面“火龙”凭实力拉胯了,那么“二代火龙8 Gen1”表现如何呢?CPU单核性能其领先23%,但功耗却高了66%!至于多核性能,则是骁龙略强,但差距很小。

GPU性能这边,骁龙有31%的明显优势,同时功耗提升幅度仅9%,可见8 Gen1的GPU能效明显更好。不过在CPU整体能效方面,麒麟9000全面领先,GPU能效则打败了888。

4,业内对比 B

估计看完上面有人就不服了,毕竟三星不管是5nm还是4nm工艺其晶体管密度皆不如台积电5nm,麒麟9000在CPU能效上的优势或许有“水分”。那好,下面换强敌上场。

高通转投台积电后推出了“救火队员”骁龙8+Gen1,使用的是台积电4nm制程工艺,这是强敌没问题吧?要知道麒麟9000的发布时间可是要早一年半的,所以制程工艺和CPU架构全都落后了。

CPU部分,单核性能骁龙领先30%,但功耗也高了60%!多核性能领先14%,同时在多核高频能效方面反超麒麟。GPU性能则大幅领先40%,且功耗与麒麟差不多,能效优势巨大!

另外,“发哥”的天玑9000也算是2022年口碑不错的处理器了,而且网上还戏称其“捡了麒麟9000的设计图纸”,那么就把这个强敌拉出来比划比划(天玑的CPU架构、制程工艺和骁龙8+一致)。

CPU部分,单核性能天玑领先27%,但功耗却高了45%!多核性能则领先20%,而且也是在多核高频能效上反超麒麟。GPU性能天玑领先19%,同时功耗要低20%,能效优势也是巨大!

综上所述,在天玑9200没出来之前,麒麟9000在CPU单核能效和多核低频能效这两方面都是领先的(多核高频能效则弱于骁龙8+和天玑9000)。GPU能效表现就比较一般,仅打败了“火龙888”。

按照惯例,还是得和同时代的“果子芯”——A14处理器比较一下的。CPU部分,单核性能果子领先57%,同时功耗也“领先”了89%;多核性能则领先15%,同时能效表现更优。

究其原因,除了苹果舍得堆缓存之外,其自研六核CPU架构优势也很大:两颗大核能效不行但性能极强,四颗小核能效极高且性能不弱(公版ARM架构的小核完全没法比)。GPU性能部分,果子略胜,同时功耗也更低。

嗯,AP部分确实没法比,但BP部分麒麟9000集成基带,而果子则是外挂的7nm工艺基带;华为手机天线设计牛,果子的天线就......iPhone12系列用户反映的发热和信号差正源于此。

总结:

麒麟9000在CPU部分,表现极其亮眼,不仅整体能效表现非常优秀,在多核性能上比后面发布的“火龙888”还略强,和堆料狂魔苹果A14的差距也只有15%。

这还只是理想条件下的比较,毕竟平常使用由于发热影响那两代“火龙”的CPU会强制降频,所以综合体验是远不如麒麟的——大嘴的“遥遥领先”诚不欺我!

就算后面天玑9000和骁龙8+相继问世了,麒麟在CPU能效上依然有部分优势。毕竟日常使用还是低频场景多些,所以麒麟9000在这方面的优势感知很强。

这还只是在制裁的时代大背景下取得的成绩,假如麒麟9000能用上当时最新“X1+A78”架构组合的话,或者就算单用A78架构(这个架构能效极佳),那成绩只会更好。

至于GPU部分,这确实是个遗憾,但考虑到当时受制裁的时代大背景,还是可以理解的。因为只有性能往极限堆,芯片使用寿命才能最大程度延长——老用户能钉多一年是一年啊!

只要能多等一年,麒麟王者归来的可能性就大一分,这就是麒麟9000系列作为“绝唱”的最大贡献,其极大延长了性能敏感者换机的周期(不敏感用户群体其实980都用得飞起了)!

麒麟篇回顾:

华为史上表现最均衡的神U——麒麟990系列“冰爽体验”之深度探究

华为史上最具传奇色彩的神U——麒麟980时至今日尚能饭否?

麒麟最强钉子户手机汇总之中端篇——华为四大中端神U之深度解析

END

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