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天璣 9300 平臺解讀:全大核時代到來,聯(lián)發(fā)科的決定性一擊

2023/11/7 15:47:32 來源:IT之家 作者:汐元 責編:汐元

11 月 6 日,聯(lián)發(fā)科正式發(fā)布了全新一代旗艦 5G 生成式 AI 移動芯片天璣 9300。

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全新一代天璣 9300 芯片憑借創(chuàng)新的全大核架構設計,提供了遠超以往的高智能、高性能、高能效、低功耗等熱特性,通過極具突破性的先進科技創(chuàng)新,在端側生成式 AI、游戲、影像等方面重新定義了旗艦移動體驗。

天璣 9300 推出后,在科技愛好者乃至整個行業(yè)里引起了熱烈的討論,而其中的焦點,莫過于在創(chuàng)新的全大核芯片架構出色的性能和讓人驚艷的能效表現(xiàn),

當然,還有其出色的游戲、AI、影像、連接等方面的創(chuàng)新,同樣引人關注。

今天,就讓我們圍繞這些話題,來深入探討一番。

開創(chuàng)性的 CPU 全大核架構,到底有何玄機?

眾所周知,這次天璣 9300 旗艦芯片最受關注的看點,就是采用了創(chuàng)新的 CPU 全大核架構設計。

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具體來說,它包含 4 個 Cortex-X4 超大核,最高頻率可達 3.25GHz,以及 4 個主頻為 2.0GHz 的 Cortex-A720 大核,其峰值性能相較上一代提升 40%,功耗節(jié)省 33%。

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全大核 CPU 架構帶來的最直觀好處,自然是更高的性能。天璣 9300 在安兔兔 V10 版本中常溫環(huán)境的綜合跑分超過了 2130000 分,實驗室環(huán)境下更是超過了 2200000,位列行業(yè)第一。

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同時在 GeekBench 6 中,單核成績 2203 分,多核則達到破紀錄的 7616 分,也是行業(yè)第一。

同時值得一提的是,天璣 9300 率先支持 LPDDR5T 9600Mbps 內(nèi)存,對于實際體驗時的性能體驗也有極大的助力。

全大核架構為性能帶來的增益可見一斑。而這種性能增益又尤以多線程加持下平行計算能力的提升為關鍵,它可以系統(tǒng)性識別重要的任務,并減少等待的時間,同時更多的大核也具有更強的計算力,以滿足資源擁擠時的計算需求。

比如,天璣 9300 在應對《原神》60FPS 極高畫質 + 微信視頻通話雙開重載運行的這一場景下,可以保持游戲全程滿幀運行 30 分鐘,對比傳統(tǒng)架構平均幀率增加 15.5%,平均功耗減少 12.3%。

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由此,足見天璣 9300 全大核 CPU 架構在性能釋放方面的領先性。

而相比性能的強大,相信更多朋友關注的是天璣 9300 是如何既要全大核 CPU 架構,又要保證能效的?就像前面所說,它的功耗相比上一代還減少 33%,他們到底用了哪些技術,做了哪些努力?

首先,自然是臺積電第三代 4nm 技術制程工藝的越來越純熟,同時聯(lián)發(fā)科作為臺積電全球第三大客戶,和臺積電的合作也是非常深入的,在天璣 9300 性能和效率方面與臺積電也有特別調(diào)校,相比競爭對手領先半個世代到一個世代。

其次,聯(lián)發(fā)科在天璣 9300 平臺中全面使用了亂序執(zhí)行(out-of-order)的內(nèi)核。亂序執(zhí)行,舉個例子來說,一個公司有很多訂單任務,順序執(zhí)行時,每位員工需要等上一個員工給他交接任務才能做,沒有交接只能干等著,而亂序執(zhí)行在這個時候員工就能去做其他的任務,等上一個員工交接的任務到了,又繼續(xù)做這個任務。

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因此,亂序執(zhí)行顯著提高了應用執(zhí)行的效率,減少運算過程中卡頓的發(fā)生,做得快、休息也快,就能降低功耗。

聯(lián)發(fā)科選擇這么做,背后也是有原因的,如今芯片制程已經(jīng)推進到 4nm,在越是先進的制程下,晶體管漏電的問題越難以控制,因此不管核心有多小,耗電都不可避免。與其用小核長時間耗著,不如用大核快速把任務解決掉,然后早點休息。

這其實是一個大膽而先進的想法,而這其中的關鍵,聯(lián)發(fā)科無線通信事業(yè)部產(chǎn)品規(guī)劃總監(jiān)                張耿豪在采訪中用軍隊作戰(zhàn)做了比喻:

“你要知道哪一個敵人你要先干掉;第二個就是快速殲敵。所以我們能夠做到的事情就是,把知道關鍵性的一些程序定義出來,然后快速的把它解決掉,接下來軍隊就回去休息。”

第三點,全大核架構下,安卓平臺底層 App 性能資源的調(diào)用機制也發(fā)生了改變,因此想要真正降低功耗,更重要的工作,其實是引領整個生態(tài)去做適配。

而對于這一點,聯(lián)發(fā)科也有充分的考慮,主要會從三個方向推動整個生態(tài)鏈去對全大核的 CPU 架構進行適配:

  • 聯(lián)發(fā)科內(nèi)部會持續(xù)針對天璣 9000、9200 和 9300 做性能的調(diào)校和優(yōu)化;

  • 同時,聯(lián)發(fā)科會積極與終端廠商、軟件應用商進行合作,讓生態(tài)伙伴們知道全大核架構下的特性是什么樣,配合他們的 OS 以及重要的 App 進行調(diào)優(yōu)。

  • 最后聯(lián)發(fā)科還在聯(lián)合上游的谷歌,針對 8 大核架構在安卓 AOSP 層面以及在 Google Service 里面去調(diào)優(yōu)。

綜上可見,這次天璣 9300 的全大核 CPU 架構遠不僅僅是把核心都換成大核那么簡單,全大核之后對性能調(diào)度的機制,對功耗的優(yōu)化,都是難點。就像張耿豪在采訪中所說的:

“軟件的設計、系統(tǒng)的設計怎么去找到一些關鍵的場景,怎么去優(yōu)化它,怎么把所有的應用都聚集在一起,能夠快速的把它執(zhí)行完畢,快速的深層的睡下去,而且睡下去的時候還要能夠省電……”

要做到這些,必須要從端到端,從硬件到軟件到系統(tǒng)全部都要串在一起。這些既是挑戰(zhàn),也展現(xiàn)了聯(lián)發(fā)科毅然邁向創(chuàng)新無人區(qū)的勇氣。

除了全大核 CPU 架構,天璣 9300 這些創(chuàng)新同樣精彩

除了前所未有的全大核架構 CPU,天璣 9300 在其他方面也擁有突破性的創(chuàng)新技術加持,能夠為大家在游戲、AI、影像等方面帶來行業(yè)領先的體驗。我們接著來看。

GPU 及游戲體驗

首先是游戲 ,天璣 9300 率先采用了新一代旗艦 12 核 GPU Immortalis-G720,與上一代相比,峰值性能提升 46%,相同 性能下功耗節(jié)省 40%,能帶來持久流暢的旗艦移動游戲體驗。

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比如使用天璣 9300 在極高畫質下運行《原神》,在重載的須彌城場景游玩 30 分鐘,可以實現(xiàn)全程滿幀運行,并且平均功耗相比前代降低-20%,進入游戲速度提升 11.5 秒,轉場速度提升 25%。

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原神跑分

而在《崩壞:星穹鐵道》非常高畫質模式下也能 30 分鐘滿幀運行。

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同時天璣 9300 還搭載了聯(lián)發(fā)科第二代硬件光線追蹤引擎,支持 60FPS 的高流暢度光線追蹤,并且能帶來主機級的全局光照特效。從而讓我們的游戲畫質更加逼真、更自然,帶來視覺體驗的極大提升。不僅如此,天璣 9300 還通過深度優(yōu)化,在實現(xiàn)全局光照的同時,還做到了流暢和省電。

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在移動端實現(xiàn)全局光照,不僅要根據(jù)光線變化模擬人眼反應進行實時快速渲染,還要考慮多光源場景需求,要有足夠的算力支持。

天璣 9300 得益于 Immortalis-G720 算力和能效的提升,為移動光追帶來助力,同時深度合作植入游戲引擎 Vulkan Ray Query,為開發(fā)者提供最佳的指引,并且他們也在和騰訊以及 ARM 合作,助力智能全局光照(SmartGI)作為行業(yè)標準,并率先在 GDC 2023 上發(fā)布,讓全局光照算法由硬件光追支持,讓內(nèi)存能夠減少 30%,渲染管線優(yōu)化減少 45% 的時長等。

種種優(yōu)化讓高畫質和低功耗得以兼顧,真正開啟移動端的全局光照時代。

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此外,天璣 9300 上,原來聯(lián)發(fā)科特有的 MAGT 游戲自適應調(diào)控技術升級為“星速引擎”,不僅與游戲應用廣泛合作,還將拓展更多類型應用的生態(tài)合作,持續(xù)提升游戲體驗。

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AI 體驗

在 AI 方面,天璣 9300 集成了 MediaTek 第七代 AI 處理器 APU 790,為生成式 AI 而設計,其性能和能效得到顯著提升,整數(shù)運算和浮點運算的性能是前一代的 2 倍,功耗降低了 45%。

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同時,全新 APU 790 內(nèi)置了硬件級的生成式 AI 引擎,可實現(xiàn)更加高速且安全的邊緣 AI 計算,深度適配 Transformer 模型進行算子加速,處理速度是上一代的 8 倍,1 秒內(nèi)可生成圖片。

APU 790 還支持混合精度度 INT4 量化技術,結合聯(lián)發(fā)科獨有的內(nèi)存硬件壓縮技術 NeuroPilot Compression,可以更高效地利用內(nèi)存帶寬,大幅減少 AI 大模型對終端內(nèi)存的占用,從而讓終端能夠運行 10 億、70 億、130 億、最高可達 330 億參數(shù)的 AI 大語言模型。

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APU 790 還支持生成式 AI 模型端側“技能擴充”技術 NeuroPilot Fusion,可以基于基礎大模型持續(xù)在端側進行低秩自適應(LoRA,Low-Rank Adaptation)融合,進而賦予基礎大模型更加全面的能力。

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此外聯(lián)發(fā)科的 AI 開發(fā)平臺 NeuroPilot 還構建了豐富的 AI 生態(tài),支持 Meta LIama 2、百度文心一言大模型、百川智能百川大模型等前沿主流 AI 大模型。完整的工具鏈可以助力開發(fā)者在端側快速且高效地部署多模態(tài)生成式 AI 應用,為用戶提供文字、圖像、音樂等終端側生成式 AI 創(chuàng)新體驗。

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影像體驗

影像方面,天璣 9300 這次搭載了旗艦級的 ISP 影像處理器 Imagiq 990,它支持支持 AI 語義分割視頻引擎,可進行 16 層的圖像語義分割,對捕捉到的畫面色彩、紋理、噪點以及亮度進行實時逐幀優(yōu)化,從而使得視頻錄制的畫面更明亮、銳利且細節(jié)更豐富。

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同時借助景深和光斑雙引擎的升級,天璣 9300 在 4K 視頻錄制時能呈現(xiàn)出電影級的光影效果。

天璣 9300 還集成了 OIS 光學防抖專核,可顯著提升防抖運算速度和成片率,在運動場景和暗光環(huán)境下,能快速捕捉到高清晰度的圖像。

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此外這枚芯片還支持全像素對焦疊加 2 倍無損變焦功能,即無需光學變焦鏡頭也能獲得 2 被變焦的拍攝效果,這是與全球領先的傳感器廠商緊密合作的成果,可以為用戶帶來更專業(yè)的移動影像體驗。

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其他創(chuàng)新體驗

在其他體驗方面,天璣 9300 也擁有十分全能的表現(xiàn),比如在顯示方面,天璣 9300 集成了 MiraVision 990 移動顯示處理器,支持 180Hz WQHD 和 120Hz 4K 顯示,以及折疊屏形態(tài)的終端設備雙屏顯示。

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同時它還有旗艦智能電視級的 AI 景深畫質引擎,結合 APU 790 的強大 AI 性能,可以實時偵測主要物體和背景圖像,搭配 MiraVision PQ 圖像畫質增強技術,可以動態(tài)調(diào)整主要物體的對比度、銳度和顏色,增強整體圖像的立體感,讓畫面更加栩栩如生。

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連接方面,天璣 9300 支持 Wi-Fi 7,最高理論峰值速率可達 6.5Gbps,借助聯(lián)發(fā)科 Xtra Range? 2.0 技術,Wi-Fi 7 的室內(nèi)覆蓋可增加 4.5 米,并且天璣 9300 最高可支持 3 個藍牙天線,特有雙路藍牙閃連技術,帶來超低時延的藍牙音頻體驗。

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同時它還集成 5G 調(diào)制解調(diào)器,支持 Sub-6GHz 四載波聚合(4CC-CA)和多制式雙卡雙通,搭載聯(lián)發(fā)科 5G UltraSave 3.0 + 省電技術,大幅降低 5G 通信功耗,更將 5G 與 AI 融合,帶來了情境感知功能。

還有在音頻方面,天璣 9300 支持 3 個麥克風高動態(tài)錄音降噪,憑借全方向的高動態(tài)收音能力,運用先進的噪聲分離技術,可以有效過濾風噪等環(huán)境噪音,為用戶提供更加純凈的 HDR 立體聲錄音體驗。

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最后是在數(shù)據(jù)安全方面,天璣 9300 集成雙安全芯片,專用安全芯片采用了先進的用戶數(shù)據(jù)安全設計,能夠從開機源頭開始保護個人隱私,同時具有物理隔離計算環(huán)境,同時聯(lián)發(fā)科還運用了先進的內(nèi)存標記擴展(MTE)技術打造更安全的應用程序開發(fā)環(huán)境,構筑更強大的用戶數(shù)據(jù)安全保障。

天璣 9300,用全大核引領旗艦平臺體驗的未來

整體來看,全新一代天璣 9300 旗艦平臺無論對于聯(lián)發(fā)科,還是對于整個移動芯片和終端產(chǎn)業(yè)來說,都是一代具有特殊意義的產(chǎn)品。

首先,隨著千行百業(yè)數(shù)智化、移動化進程的推進,智能終端所要承載的計算力需求飛速增加,多任務并行的場景也越來越多,在這個趨勢下,全大核架構可以說是未來整個移動芯片產(chǎn)業(yè)的必然趨勢。事實上,在移動芯片領域同樣領先的蘋果,其實也在往全大核架構的方向探索,比如 A17 Pro 的性能核心頻率可以達到 3.78GHz,而能效核心雖為“能效”,頻率也能達到 2.11GHz,其實也是“大核”。而這次天璣 9300 平臺的發(fā)布,則意味著聯(lián)發(fā)科在安卓領域率先邁出了“全大核”這一步,這是以前瞻性的布局提前切入了新的賽道,取得了先行者的優(yōu)勢,同時對整個行業(yè)也起到了引領作用。相信未來,行業(yè)里的其他移動芯片供應商也會持續(xù)跟進全大核架構。

其次,正如前文所說,全大核的 CPU 架構也會讓安卓系統(tǒng)底層軟件體驗帶來革新的契機,在先進制程為芯片性能和能效帶來的增益越來越有限的背景下,通過全大核架構促進底層軟硬件結合資源調(diào)度的邏輯和策略走向更高效和更合理的狀態(tài),顯然對于未來安卓生態(tài)體驗的提升都有重大的意義。同時,對于用戶來說,這自然也是喜聞樂見的事情。

再者,對于智能手機產(chǎn)業(yè)來說,如今旗艦手機市場正在遭遇性能瓶頸,終端品牌們靠卷參數(shù)、狂堆料來強拉終端的性能和體驗已經(jīng)有很長一段時間了,但這畢竟不能長久持續(xù)。而天璣 9300 的推出,全大核 CPU 架構的落地,無疑將通過久違的底層創(chuàng)新引領智能手機突破性能和體驗的瓶頸,也為手機行業(yè)邁向新的發(fā)展階段鋪平了道路。

最后從行業(yè)格局的角度來說,天璣旗艦平臺歷經(jīng)三代發(fā)展,正在不斷改變旗艦手機芯片市場的競爭格局。而在突破性架構創(chuàng)新的加持下,天璣 9300 將有望完成“變局者”的決定性一擊,真正開辟旗艦移動芯片市場的新格局,自此,相信聯(lián)發(fā)科將具備在旗艦芯片市場和過往霸主分庭抗禮的實力和底氣。

結語

在芯片半導體的發(fā)展歷程中,性能和能效是永恒的議題,同時似乎也是一對很難兼得的矛盾體。過去這些年,行業(yè)為了“提性能降功耗”付出了很多努力,

而天璣 9300 的全大核架構,無疑可以代表行業(yè)在這個方向上探索的最新成果,它在大幅提升芯片性能的同時,也以全新的理念克服技術和產(chǎn)業(yè)層面的諸多挑戰(zhàn),讓系統(tǒng)的整體能效也得到越級,實現(xiàn)了看似不可能的兼顧。

相信在天璣 9300 的引領下,全大核架構的趨勢會逐漸燎原,從而讓智能終端邁向性能和能效體驗的新時代。

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當然,眼下還只是征途的開始,技術的完善,生態(tài)的鋪墊,都需要聯(lián)發(fā)科與所有合作伙伴一起去推進。我們也期待這一切能夠得到更快更順利的響應,讓廣大消費者們早日享受到“性能自由”的移動終端體驗。

聯(lián)發(fā)科天璣 9300 旗艦芯片新品發(fā)布會專題

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