2023年11月6日,联发科(以下简称MTK)在深圳召开发布会,推出旗下新一代旗舰移动SoC——天玑9300。自最早的曝光开始,这枚SoC就引起了极大的关注,因为它是第一款采用ARM全大核CPU IP的处理器,如此架构下,它的性能会强到什么水平,与此同时,越来越被消费者所关注的能效又会不会翻车?在2023年下半年关注度飙升的端侧AI支持上,MTK是否有所支持?这一系列问题的答案,你都可以在本文找到。
天玑9300发布之后,加上之前已经亮相的Apple Silicon A17 Pro和高通骁龙8Gen3,未来一年,这三枚旗舰SoC将在智能手机领域展开激烈竞争。从已经发布的测试结果来看,率先采用台积电3nm工艺的苹果A17 Pro表现并不尽如人意,但好在之前的A16 BIONIC依旧很能打,所以整体看iOS阵营在接下来的一年时间里依旧能勉强维持领跑,但局面已经从上一代“在部分领域”被高通骁龙8Gen2和天玑9200赶超,到这一代三家基本可以齐头并进,所以我觉得做下“移动SoC三强鼎立格局已成”这个结论并不为过。
再说得细一些,在决定当前智能手机性能的四个大方面,即CPU、GPU、AI和连接能力来看,苹果的CPU定制架构单核性能目前依旧是领先的,但多核能力已并不具备优势;GPU方面,高通的本事谁都知道,而天玑在用上ARM Immortalis-G7XX架构之后几乎是有了跨越式的进步,特别是在光追方面动手很早;AI能力上,苹果A系列处理器在面对安卓两家几乎是被摁在地上摩擦;连接上就更不用说了,高通向来是被誉为“买Modem送处理器”,MTK依靠M80也追上上来,还在用拼片方案的苹果自然就只能“嘤嘤嘤”了。
只不过,这一系列变化依旧没有冲出ARM架构的圈子,要是放在这个阵营中细看,已是更大变革的前夜。之前在写高通骁龙X的预热稿件中我已经提到,虽然ARM在移动计算领域还是绝对的主流,但ARM公司本身的业务模式却已然到了瓶颈,特别是2022年因为高通收购NUVIA,ARM与之对簿公堂,几乎就将ARM公司的困境放到了台面上:先是NVIDIA的收购被否决,然后又是高通宣布在2024年转向自主Oryon CPU架构,如此一来,ARM公司在高性能移动领域的公版CPU和GPU IP买家就只剩下MTK一家,这样的局面对于ARM和MTK来说,预示着只有彼此抱团才有未来。
MTK的产品规划专家表示:天玑9300的规划早在三年前就已经开始,同时将SoC的AI性能设计作为重点也已经确立。如果在今年vivo开发者大会之前听到这番话,包括我在内的很多人都会觉得有些“事后诸葛”,但vivo AI全球研究院院长周围表示早在2017年vivo就已经开始为端侧大模型加大投入,再考虑到vivo与MTK之间在天玑旗舰SoC上良好的合作关系,这个条时间线便让该说法可信度很高:天玑9300搭载的第七代处理器APU 790专门针对生成式AI强化,上市即可端侧运行70亿参数大模型,并已经和vivo成功实现130亿参数AI大模型的端侧运行,且在内存足够的前提下,比如24GB,还能在移动芯片上跑通330亿参数端侧AI大模型,相当厉害,这样的AI性能定制,蓝厂不要求那是假的。
如此强悍的端侧AI性能,对SoC的CPU性能提出了挑战,相信这也是为何天玑9300会破天荒地选择全大核架构的原因之一——这也是行业首次有芯片设计公司敢这么做,引起行业对其能效的好奇也就不奇怪了。但捋清以下几点因素,也就能明白MTK为何会做这样的选择。
第一,这一代的ARM Cortex-A520还是坚持其顺序执行的传统,ALU单元更是进一步减少到2个,性能与执行效率更低,MTK的工程师说在当前的4nm制程下,Cortex-A520的能耗表现并不比Cortex-A720好。相反,因为全大核架构的原因,天玑9300成功实现所有核心均支持乱序执行,因此效率更高,唤醒时间更短,只要让其休眠更深,就可以很好地解决能效的问题;
第二,细看天玑9300的CPU设定不难发现,四个Cortex-A720大核的频率仅有2.0GHz,四个Cortex-X4超大核有三个跑在2.85GHz,只有一个运行在3.25GHz的高频上,这意味着就算是全大核架构,它依旧遵循三丛集原则,太好玩了。换言之,MTK这次硬生生地把四个Cortex-A720大核压低主频当成能效核心来用,而三个Cortex-X4依靠较低的主频设定,变身为主力的性能核心,而高频的单核心则作为重负载的预备队,调用率有限,实现高性能高能效。
第三,既然全大核架构可以通过这种方式实现性能能效双丰收,那为什么别家不这么用呢?我的观点就是:贵啊!整整8个大IP,算下来ARM的要价相当可观。但是,考虑到前边提到的整个ARM阵营的商业格局,天玑9300用上如此“豪横”的架构,背后必然有ARM公司的鼎力支持——再不让MTK使劲用,以后谁用啊?
第四,不仅如此,如此高规格的架构设计,也让天玑9300的晶体管规模达到了惊人的227亿,比苹果A17 Pro的190亿还高不少(高通目前没有透露该数据)。对此MTK的工程师也表示:作为台积电的第三大客户(前两名是苹果和AMD),天玑9300所采用的第三代4nm工艺也得到了晶圆厂的全力优化支持,特别是在漏电方面做了特调,应该比友商领先半代的样子。
同样类似的支持也出现在GPU上。天玑9300的GPU架构升级为ARM最新的Immortalis-G720,核心数来到了12个(看这规模,227亿晶体管真不是白给),依旧走提前布局光追渲染的路线,比如支持全局光照,到11月落地60fps硬件级光追渲染等技术。在强悍CPU架构的支持下,天玑9300这次还将游戏中的重载多线程能力放在了重点位置,或许能先行打动游戏主播人群,从而带动天玑平台在游戏用户中的影响力——这是对的,毕竟骁龙在游戏人群中的口碑那是相当深厚。
MTK这次并没有回避天玑9300的GPU频率问题:在天玑9200+已经非常夸张的1.15GHz频率基础上,天玑9300的GPU极限频率有小幅度提升,但其资源调用策略也和全大核架构CPU一样,控制得很精确,所以功耗基本持平。工程师也说了,因为有台积电的特调制程技术支持,天玑9300的GPU体质相当好。
看得出来,天玑9300的诞生并非是MTK一家的功劳,从上游IP、晶圆厂再到下游OEM伙伴,都对它的定义给予了充分的支持,颇有一种众星捧月的味道在其中。对于这些产业链伙伴来说,多一种选择向来都比惟一的选择更好不是?好了,关于天玑9300的各种分析就说到这里,各位更关心的性能测试环节马上就到。
当然,还有例行的安兔兔连续跑分(此项测试是我们强烈要求加入,并不在官方测试项目中),可惜测试平台的电池太小,没能撑过10次。但从完成的8次来看,天玑9300都能稳定输出203万上的分数,且波动曲线也体现出SoC本身良好的热管理设定,说明这枚SoC的持续高性能输出能力非常优秀。要知道,测试平台可没什么大面积VC哦,放在散热更好的商用量产机上,表现自然更好。(数据提供:4What)
在完成测试之后,MTK的工程师还给我们秀了一把天玑9300的“极限能力”,安兔兔得分超过了223万分。不过,考虑到测试平台的电池能力限制,我相信223万绝对不会是天玑9300的成绩天花板。
天玑9300的单核分数2209,比天玑9200+提升了4.1%,这个受限于超大核的水平,正常,但是7640分的多核分数,比天玑9200+暴涨了33.2%,相当可观!
再来看极限能力,天玑9300的分数如图所示,MTK的工程师还给我们展示了超过8000分的多核分数,全大核架构的上限,非常高啊……
个人觉得,比起全大核架构的CPU,天玑9300的GPU更配得上“觉醒”二字。对比我手上有的天玑9200测试平台数据,1440p Aztec Vulkan离屏帧率提升幅度为47.8%,1080p曼哈顿ES3.0离屏提升幅度为49.2%,搞得这帧率跟不要钱似的。
这是一个专门测试GPU光追性能的软件,但因为没有其他的对比,就先放在这里吧。相信随着光追渲染的游戏越来越多,这款软件的数据库也会慢慢充实起来。
例行,这次我也没有做游戏测试,只是和周边做游戏测试的媒体老师交流了一下天玑9300的能效。比如在“恐怖”的点对点模式,玩著名的手机硬件杀手《原神》的测试中,测试平台只达到了8W出头的功耗,要是以原生游戏分辨率来玩,4.5W左右功耗让测试的老师都有点不真实的“错觉”。作为一款屡屡拉爆旗舰SoC CPU的游戏,这次看来的确是让全大核架构征服了——果然在绝对的实力面。
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