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天玑 9300 平台解读:全大核时代到来,联发科的决定性一击

2023/11/7 15:47:32 来源:IT之家 作者:汐元 责编:汐元

11 月 6 日,联发科正式发布了全新一代旗舰 5G 生成式 AI 移动芯片天玑 9300。

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全新一代天玑 9300 芯片凭借创新的全大核架构设计,提供了远超以往的高智能、高性能、高能效、低功耗等热特性,通过极具突破性的先进科技创新,在端侧生成式 AI、游戏、影像等方面重新定义了旗舰移动体验。

天玑 9300 推出后,在科技爱好者乃至整个行业里引起了热烈的讨论,而其中的焦点,莫过于在创新的全大核芯片架构出色的性能和让人惊艳的能效表现,

当然,还有其出色的游戏、AI、影像、连接等方面的创新,同样引人关注。

今天,就让我们围绕这些话题,来深入探讨一番。

开创性的 CPU 全大核架构,到底有何玄机?

众所周知,这次天玑 9300 旗舰芯片最受关注的看点,就是采用了创新的 CPU 全大核架构设计。

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具体来说,它包含 4 个 Cortex-X4 超大核,最高频率可达 3.25GHz,以及 4 个主频为 2.0GHz 的 Cortex-A720 大核,其峰值性能相较上一代提升 40%,功耗节省 33%。

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全大核 CPU 架构带来的最直观好处,自然是更高的性能。天玑 9300 在安兔兔 V10 版本中常温环境的综合跑分超过了 2130000 分,实验室环境下更是超过了 2200000,位列行业第一。

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同时在 GeekBench 6 中,单核成绩 2203 分,多核则达到破纪录的 7616 分,也是行业第一。

同时值得一提的是,天玑 9300 率先支持 LPDDR5T 9600Mbps 内存,对于实际体验时的性能体验也有极大的助力。

全大核架构为性能带来的增益可见一斑。而这种性能增益又尤以多线程加持下平行计算能力的提升为关键,它可以系统性识别重要的任务,并减少等待的时间,同时更多的大核也具有更强的计算力,以满足资源拥挤时的计算需求。

比如,天玑 9300 在应对《原神》60FPS 极高画质 + 微信视频通话双开重载运行的这一场景下,可以保持游戏全程满帧运行 30 分钟,对比传统架构平均帧率增加 15.5%,平均功耗减少 12.3%。

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由此,足见天玑 9300 全大核 CPU 架构在性能释放方面的领先性。

而相比性能的强大,相信更多朋友关注的是天玑 9300 是如何既要全大核 CPU 架构,又要保证能效的?就像前面所说,它的功耗相比上一代还减少 33%,他们到底用了哪些技术,做了哪些努力?

首先,自然是台积电第三代 4nm 技术制程工艺的越来越纯熟,同时联发科作为台积电全球第三大客户,和台积电的合作也是非常深入的,在天玑 9300 性能和效率方面与台积电也有特别调校,相比竞争对手领先半个世代到一个世代。

其次,联发科在天玑 9300 平台中全面使用了乱序执行(out-of-order)的内核。乱序执行,举个例子来说,一个公司有很多订单任务,顺序执行时,每位员工需要等上一个员工给他交接任务才能做,没有交接只能干等着,而乱序执行在这个时候员工就能去做其他的任务,等上一个员工交接的任务到了,又继续做这个任务。

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因此,乱序执行显著提高了应用执行的效率,减少运算过程中卡顿的发生,做得快、休息也快,就能降低功耗。

联发科选择这么做,背后也是有原因的,如今芯片制程已经推进到 4nm,在越是先进的制程下,晶体管漏电的问题越难以控制,因此不管核心有多小,耗电都不可避免。与其用小核长时间耗着,不如用大核快速把任务解决掉,然后早点休息。

这其实是一个大胆而先进的想法,而这其中的关键,联发科无线通信事业部产品规划总监                张耿豪在采访中用军队作战做了比喻:

“你要知道哪一个敌人你要先干掉;第二个就是快速歼敌。所以我们能够做到的事情就是,把知道关键性的一些程序定义出来,然后快速的把它解决掉,接下来军队就回去休息。”

第三点,全大核架构下,安卓平台底层 App 性能资源的调用机制也发生了改变,因此想要真正降低功耗,更重要的工作,其实是引领整个生态去做适配。

而对于这一点,联发科也有充分的考虑,主要会从三个方向推动整个生态链去对全大核的 CPU 架构进行适配:

  • 联发科内部会持续针对天玑 9000、9200 和 9300 做性能的调校和优化;

  • 同时,联发科会积极与终端厂商、软件应用商进行合作,让生态伙伴们知道全大核架构下的特性是什么样,配合他们的 OS 以及重要的 App 进行调优。

  • 最后联发科还在联合上游的谷歌,针对 8 大核架构在安卓 AOSP 层面以及在 Google Service 里面去调优。

综上可见,这次天玑 9300 的全大核 CPU 架构远不仅仅是把核心都换成大核那么简单,全大核之后对性能调度的机制,对功耗的优化,都是难点。就像张耿豪在采访中所说的:

“软件的设计、系统的设计怎么去找到一些关键的场景,怎么去优化它,怎么把所有的应用都聚集在一起,能够快速的把它执行完毕,快速的深层的睡下去,而且睡下去的时候还要能够省电……”

要做到这些,必须要从端到端,从硬件到软件到系统全部都要串在一起。这些既是挑战,也展现了联发科毅然迈向创新无人区的勇气。

除了全大核 CPU 架构,天玑 9300 这些创新同样精彩

除了前所未有的全大核架构 CPU,天玑 9300 在其他方面也拥有突破性的创新技术加持,能够为大家在游戏、AI、影像等方面带来行业领先的体验。我们接着来看。

GPU 及游戏体验

首先是游戏 ,天玑 9300 率先采用了新一代旗舰 12 核 GPU Immortalis-G720,与上一代相比,峰值性能提升 46%,相同 性能下功耗节省 40%,能带来持久流畅的旗舰移动游戏体验。

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比如使用天玑 9300 在极高画质下运行《原神》,在重载的须弥城场景游玩 30 分钟,可以实现全程满帧运行,并且平均功耗相比前代降低-20%,进入游戏速度提升 11.5 秒,转场速度提升 25%。

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原神跑分

而在《崩坏:星穹铁道》非常高画质模式下也能 30 分钟满帧运行。

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同时天玑 9300 还搭载了联发科第二代硬件光线追踪引擎,支持 60FPS 的高流畅度光线追踪,并且能带来主机级的全局光照特效。从而让我们的游戏画质更加逼真、更自然,带来视觉体验的极大提升。不仅如此,天玑 9300 还通过深度优化,在实现全局光照的同时,还做到了流畅和省电。

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在移动端实现全局光照,不仅要根据光线变化模拟人眼反应进行实时快速渲染,还要考虑多光源场景需求,要有足够的算力支持。

天玑 9300 得益于 Immortalis-G720 算力和能效的提升,为移动光追带来助力,同时深度合作植入游戏引擎 Vulkan Ray Query,为开发者提供最佳的指引,并且他们也在和腾讯以及 ARM 合作,助力智能全局光照(SmartGI)作为行业标准,并率先在 GDC 2023 上发布,让全局光照算法由硬件光追支持,让内存能够减少 30%,渲染管线优化减少 45% 的时长等。

种种优化让高画质和低功耗得以兼顾,真正开启移动端的全局光照时代。

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此外,天玑 9300 上,原来联发科特有的 MAGT 游戏自适应调控技术升级为“星速引擎”,不仅与游戏应用广泛合作,还将拓展更多类型应用的生态合作,持续提升游戏体验。

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AI 体验

在 AI 方面,天玑 9300 集成了 MediaTek 第七代 AI 处理器 APU 790,为生成式 AI 而设计,其性能和能效得到显著提升,整数运算和浮点运算的性能是前一代的 2 倍,功耗降低了 45%。

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同时,全新 APU 790 内置了硬件级的生成式 AI 引擎,可实现更加高速且安全的边缘 AI 计算,深度适配 Transformer 模型进行算子加速,处理速度是上一代的 8 倍,1 秒内可生成图片。

APU 790 还支持混合精度度 INT4 量化技术,结合联发科独有的内存硬件压缩技术 NeuroPilot Compression,可以更高效地利用内存带宽,大幅减少 AI 大模型对终端内存的占用,从而让终端能够运行 10 亿、70 亿、130 亿、最高可达 330 亿参数的 AI 大语言模型。

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APU 790 还支持生成式 AI 模型端侧“技能扩充”技术 NeuroPilot Fusion,可以基于基础大模型持续在端侧进行低秩自适应(LoRA,Low-Rank Adaptation)融合,进而赋予基础大模型更加全面的能力。

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此外联发科的 AI 开发平台 NeuroPilot 还构建了丰富的 AI 生态,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。完整的工具链可以助力开发者在端侧快速且高效地部署多模态生成式 AI 应用,为用户提供文字、图像、音乐等终端侧生成式 AI 创新体验。

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影像体验

影像方面,天玑 9300 这次搭载了旗舰级的 ISP 影像处理器 Imagiq 990,它支持支持 AI 语义分割视频引擎,可进行 16 层的图像语义分割,对捕捉到的画面色彩、纹理、噪点以及亮度进行实时逐帧优化,从而使得视频录制的画面更明亮、锐利且细节更丰富。

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同时借助景深和光斑双引擎的升级,天玑 9300 在 4K 视频录制时能呈现出电影级的光影效果。

天玑 9300 还集成了 OIS 光学防抖专核,可显著提升防抖运算速度和成片率,在运动场景和暗光环境下,能快速捕捉到高清晰度的图像。

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此外这枚芯片还支持全像素对焦叠加 2 倍无损变焦功能,即无需光学变焦镜头也能获得 2 被变焦的拍摄效果,这是与全球领先的传感器厂商紧密合作的成果,可以为用户带来更专业的移动影像体验。

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其他创新体验

在其他体验方面,天玑 9300 也拥有十分全能的表现,比如在显示方面,天玑 9300 集成了 MiraVision 990 移动显示处理器,支持 180Hz WQHD 和 120Hz 4K 显示,以及折叠屏形态的终端设备双屏显示。

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同时它还有旗舰智能电视级的 AI 景深画质引擎,结合 APU 790 的强大 AI 性能,可以实时侦测主要物体和背景图像,搭配 MiraVision PQ 图像画质增强技术,可以动态调整主要物体的对比度、锐度和颜色,增强整体图像的立体感,让画面更加栩栩如生。

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连接方面,天玑 9300 支持 Wi-Fi 7,最高理论峰值速率可达 6.5Gbps,借助联发科 Xtra Range™ 2.0 技术,Wi-Fi 7 的室内覆盖可增加 4.5 米,并且天玑 9300 最高可支持 3 个蓝牙天线,特有双路蓝牙闪连技术,带来超低时延的蓝牙音频体验。

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同时它还集成 5G 调制解调器,支持 Sub-6GHz 四载波聚合(4CC-CA)和多制式双卡双通,搭载联发科 5G UltraSave 3.0 + 省电技术,大幅降低 5G 通信功耗,更将 5G 与 AI 融合,带来了情境感知功能。

还有在音频方面,天玑 9300 支持 3 个麦克风高动态录音降噪,凭借全方向的高动态收音能力,运用先进的噪声分离技术,可以有效过滤风噪等环境噪音,为用户提供更加纯净的 HDR 立体声录音体验。

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最后是在数据安全方面,天玑 9300 集成双安全芯片,专用安全芯片采用了先进的用户数据安全设计,能够从开机源头开始保护个人隐私,同时具有物理隔离计算环境,同时联发科还运用了先进的内存标记扩展(MTE)技术打造更安全的应用程序开发环境,构筑更强大的用户数据安全保障。

天玑 9300,用全大核引领旗舰平台体验的未来

整体来看,全新一代天玑 9300 旗舰平台无论对于联发科,还是对于整个移动芯片和终端产业来说,都是一代具有特殊意义的产品。

首先,随着千行百业数智化、移动化进程的推进,智能终端所要承载的计算力需求飞速增加,多任务并行的场景也越来越多,在这个趋势下,全大核架构可以说是未来整个移动芯片产业的必然趋势。事实上,在移动芯片领域同样领先的苹果,其实也在往全大核架构的方向探索,比如 A17 Pro 的性能核心频率可以达到 3.78GHz,而能效核心虽为“能效”,频率也能达到 2.11GHz,其实也是“大核”。而这次天玑 9300 平台的发布,则意味着联发科在安卓领域率先迈出了“全大核”这一步,这是以前瞻性的布局提前切入了新的赛道,取得了先行者的优势,同时对整个行业也起到了引领作用。相信未来,行业里的其他移动芯片供应商也会持续跟进全大核架构。

其次,正如前文所说,全大核的 CPU 架构也会让安卓系统底层软件体验带来革新的契机,在先进制程为芯片性能和能效带来的增益越来越有限的背景下,通过全大核架构促进底层软硬件结合资源调度的逻辑和策略走向更高效和更合理的状态,显然对于未来安卓生态体验的提升都有重大的意义。同时,对于用户来说,这自然也是喜闻乐见的事情。

再者,对于智能手机产业来说,如今旗舰手机市场正在遭遇性能瓶颈,终端品牌们靠卷参数、狂堆料来强拉终端的性能和体验已经有很长一段时间了,但这毕竟不能长久持续。而天玑 9300 的推出,全大核 CPU 架构的落地,无疑将通过久违的底层创新引领智能手机突破性能和体验的瓶颈,也为手机行业迈向新的发展阶段铺平了道路。

最后从行业格局的角度来说,天玑旗舰平台历经三代发展,正在不断改变旗舰手机芯片市场的竞争格局。而在突破性架构创新的加持下,天玑 9300 将有望完成“变局者”的决定性一击,真正开辟旗舰移动芯片市场的新格局,自此,相信联发科将具备在旗舰芯片市场和过往霸主分庭抗礼的实力和底气。

结语

在芯片半导体的发展历程中,性能和能效是永恒的议题,同时似乎也是一对很难兼得的矛盾体。过去这些年,行业为了“提性能降功耗”付出了很多努力,

而天玑 9300 的全大核架构,无疑可以代表行业在这个方向上探索的最新成果,它在大幅提升芯片性能的同时,也以全新的理念克服技术和产业层面的诸多挑战,让系统的整体能效也得到越级,实现了看似不可能的兼顾。

相信在天玑 9300 的引领下,全大核架构的趋势会逐渐燎原,从而让智能终端迈向性能和能效体验的新时代。

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当然,眼下还只是征途的开始,技术的完善,生态的铺垫,都需要联发科与所有合作伙伴一起去推进。我们也期待这一切能够得到更快更顺利的响应,让广大消费者们早日享受到“性能自由”的移动终端体验。

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关键词:联发科天玑天玑9300

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