麒麟 980 透視照流出:Android 最強 CPU 主角之一的 NPU 反成最大謎題

作者 | 發布日期 2018 年 11 月 09 日 15:29 | 分類 GPU , 晶片 , 記憶體 follow us in feedly

每次有新的旗艦 SoC 發表時,我們都非常期待能夠了解其架構設計。10 月,TechInsights 公布了蘋果 A12 處理器的透視照片,我們得以了解這款 7 奈米晶片內在的邏輯電路設計。8 日,外媒 ChipRebel 發表了華為 Mate 20 手機的拆解,並公布了麒麟 980 處理器的透視照片,讓我們有了一窺這款讓華為表示「穩了」的處理器,並首次看到 Arm 全新 Cortex A76 CPU 和全新 Mali G76 GPU 的真面目。



我們首先發現,雖然華為在之前公布麒麟 980 時表示,其核心面積小於 100mm²,但實際上麒麟 980 的矽片尺寸要比官方宣傳還要小得多,僅為 74.13mm²。在 CPU、GPU、NPU 及記憶體等全面升級的情況下,麒麟 980 相比去年麒麟 970 的 96.72 mm² 小了 30%,可說相當驚人。

晶片的左上角是全新的 Mali G76 MP10 GPU 集群,與蘋果 A12 一樣,麒麟 980 的 GPU 集群也是整個晶片中占地面積最大的電路模組。在某種意義上,Arm 是將兩個 Mali G72 核心融合成了一個 Mali G76 核心,因此 Mali G76 MP10 可以被認為等效於 Mali G72 MP20。但 Mali G76 達到 Mali G72 翻倍的性能只需 132% 的晶片面積,理論上單位面積性能提升了 50%。

GPU 模組右側是 CPU 模組,這是華為第一款使用了 DynamIQ 的處理器。去年推出的麒麟 970 由於時機問題錯過了 Cortex A75 架構,不過在麒麟 980 上,華為充分發揮了 DynamIQ 的靈活性優勢,在一個大型 CPU 集群裡使用了 2 顆 Cortex A76 2.6GHz+2 顆 Cortex A76 1.92GHz+4 顆 Cortex A55 1.8GHz 的搭配,根據不同使用場景靈活調用,極大地提升麒麟 980 的能耗比。

與宏觀規格相應,邏輯電路圖上顯示 4 顆 Cortex A76 核心為兩兩成對設計,每顆 Cortex A76 核心均配有 512KB 獨享 L2 緩存。而在 4 顆 Cortex A55 中間夾著的是容量為 4MB 的 L3 緩存以及 DynamIQ 共享單元 DSU,每顆 Cortex A55 均配有獨享的 128KB L2 緩存。

從照片上可以清楚地看出,兩組電壓和頻率不同的 Cortex A76 核心在電路排布和緩存設計上有明顯不同,雷鋒網認為華為很有可能針對兩組核心分別進行針對性的 EDA 優化,以追求更高的性能和能耗比。Anandtech 表示,麒麟 980 使用的 Cortex A76 核心是目前除蘋果 A12 Vortex 核心之外的最強 CPU。

不過讓人疑惑的是,華為在發表麒麟 980 時稱其首次集成了雙核 NPU,並將 AI 性能做為一大亮點,然而在晶片透視圖上,我們並沒有找到除 CPU 和 GPU 外其他類似「雙核」的邏輯電路布局,外媒 Anandtech 猜測雙核 NPU 並沒有使用相同且對稱的電路設計,而雷鋒網則認為華為有可能使用如同「將兩個 Mali G72 核心融合成一個 Mali G76 核心」的方法,翻倍了 NPU 內的運算單元規模而非 double 核心數量。

在 Anandtech 的評論區有人提出,麒麟 980 的核心透視照片上,在除 CPU 和 GPU 之外的部分似乎遍布著堪稱巨量的類似 SRAM 緩存的邏輯電路。雷鋒網在回頭確認了高通驍龍 845 和三星 Exynos 9810 後發現也有類似的情況,只是沒有麒麟 980 這樣多,但在蘋果 A12 處理器透視照片上卻不曾發現類似的電路分布情況,我們暫時無法知曉這樣的設計差異究竟代表了什麼。

▲ 麒麟 980 中疑似 SRAM 緩存的大片電路。

▲ 高通驍龍 845。

▲ 三星 Exynos 9810。

▲ 蘋果 A12 上不曾發現類似的電路分布情況。

華為表示麒麟 980 相比麒麟 970,CPU 性能可提升 75%,能耗比提高 58%;GPU 性能相比麒麟 970 提升 46%,能耗比則大幅提升 178%。之前 Anandtech 曾據此數據推測麒麟 980 的功耗和性能表現,經過一些簡單計算後得出的數據基本與之前 Arm 發表 Cortex A76 和 Mali G76 架構時推測的情況相差無幾。

麒麟 980 中 2.6GHz 的 Cortex A76 性能達到或超過 2.7GHz 的三星 Exynos 9810 並無問題,相比驍龍 845 則可領先 30% 左右,且 7 奈米製程下 2.6GHz 的 Cortex A76 核心功耗,甚至低於 1.8 GHz 的三星 Exynos 9810,能耗比冠絕全場。

而 GPU 方面,至少在 GFXBench 曼哈頓測試這個基準下,麒麟 980 的 Mali G76 MP10 絕對性能相較於驍龍 845 的 Adreno 630 來說仍然有所不及,不過能耗比確實有了相當的飛躍,如果在實際設備上也是這樣的水平,則意味著麒麟 980 跳脫了之前 Mali G71 / G72 的大坑,可持續功耗水平恢復到了麒麟 950 的良性水平。

(本文由 雷鋒網 授權轉載;首圖來源:華為

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