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联发科4nm旗舰5G SoC天玑9000技术详解,拿下十项“全球第一”

时间:2021-11-20 作者:刘于苇 阅读:
11月19日凌晨,联发科在其2021年度高管峰会上正式公布了自家新一代旗舰处理器天玑9000(Dimensity 9000,代号MT6983)的细节参数。据悉,天玑9000是世界首款采用台积电4nm工艺制造的5G SoC,具备更低的功耗和更出色的性能,在计算、多媒体和通信等方面拿下多项世界第一指标……
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11月19日凌晨,联发科技(MediaTek)在其2021年度高管峰会上,正式公布了自家新一代旗舰处理器天玑9000(Dimensity 9000,代号MT6983)的细节参数。从这次的命名能看出,联发科对这款产品的信心和决心,从天玑700、800、900、1000…直接跳到了9000。

发布会上,联发科技副董事长暨首席执行官蔡力行表示:“以目前MediaTek对技术、产品的投资及布局,我们对未来三年营收成长mid-teens (中双位数)的目标深具信心。此外,领先业界的超低功耗技术已经展现在旗舰移动芯片天玑9000及其他产品上,同时,我们长期拥有快速扩大产品出货、营运规模的能力,外加每年驱动超过20亿台多样化智能联网设备的业界领先地位,更是我们在数字转型及元宇宙发展趋势下的差异化优势。”

首颗台积电4nm 5G手机SoC

据悉,天玑9000是世界首款采用台积电4nm工艺制造的5G SoC,具备更低的功耗和更出色的性能,这也意味着安卓(Android)手机阵营步入4nm时代。

天玑9000采用Armv9架构以及大家熟知的“1+3+4”三丛集设计:

·超大核1*Cotrex-X2@3.05GHz;

·大核3*Cortex-A710@2.85GHz;

·小核4*Cortex-A510@1.8GHz。

根据官方数据,Cortex-X2超大核相比当前Android旗舰性能提升35%,能效提升37%。同时联发科技这次为CPU设计了 8MB 三级缓存和 6MB 的系统缓存,缓存规格甚至超过了笔记本上的intel i5处理器,与i7水平相当,这将带来7%的性能提升,减少25%带宽消耗,在安卓阵营里也是首次见到。

从Specin2K6 测试成绩上看,实现高达 35%的提升。从Geekbench 5.0测试成绩来看,天玑9000相比当前Android旗舰单核性能提升10%。

多核性能未标明具体成绩,但能看到跑分超过4000大关,与2021年库比蒂诺公司生产的旗舰机型(编按:这里联发科没有直接点名苹果,但是你懂的,这个地方是苹果总部所在地)持平,而当前骁龙888 Plus游戏手机多核成绩集中在3500-3700左右。

天玑9000不仅在跑分上表现较好,其在多应用实际运行中也展现出不错的成绩。测试中,天玑9000对Instagram、Skype、Twitter、Netflix等主流应用的启动时间都比当前安卓旗舰芯片要更快,其中Netflix的启动时间甚至减少了55%。

全球首发Mali-G710 GPU

天玑9000全球首发Mali-G710 GPU,并推出移动光线追踪 SDK 套件,包括 Arm Mali-G710 MC10 GPU、移动端光线追踪图形渲染技术、支持 180Hz FHD + 显示。在Vulkan版本光线追踪测试中,展现出了35%的性能提升,60%能效比提升(对比当前Android旗舰)。

以往,光线追踪技术是PC级游戏才能采用的技术,如今随着手机处理器能效的提高,我们在手机上也能体验到。

游戏玩家往往喜欢长时间玩游戏,但当前智能手机面临的挑战之一就是功耗问题。通常功耗过大,随着时间的推移,手机运行游戏时很难保持帧速率一致。将天玑 9000 与 2021 年安卓旗舰在非常流行的几款游戏中进行比较,以 Genshin Impact(原神)为例,设置在 5G 网络下每秒 60 帧玩了大约 24 分钟,下图可以看到在相同的手机预算下,帧率随着时间的推移,与 2021 年的旗舰手机相比天玑 9000能够一直保持更高的帧率。

首发支持7500Mbps带宽LPDDR5X

CPU 和 GPU 的计算性能严重依赖 DRAM 带宽。内存方面,天玑9000首发支持7500Mbps带宽LPDDR5X,带宽相比LPDDR5@5500Mbps提升36%,达到7500Mbps,在重负载下内存延迟减少20%。

在这些全部提升的加持下,天玑9000的安兔兔V9版本跑分正式突破了100万大关,达到了1007396(测试机基于Android 12系统,采用12GB+256GB内存规格)。这也是Android阵营中目前已知的跑分最高的手机芯片,远超当下的骁龙888 Plus等旗舰处理器。此前麒麟9000E的安兔兔跑分在63万分左右,骁龙888的跑分大概为75万分。

AI性能超过谷歌Tensor

AI性能一直是天玑5G SoC的优势项目,天玑9000搭载了联发科第五代APU,6核的设计包括4颗大核和2颗小核,其性能和能效比相比上代都有400%的提升。

基于天玑 9000采用的新技术和新的低功耗架构,可以将能耗控制到最低水平,据联发科测试数据,在运行多媒体文件、看视频或听音乐时,天玑 9000将能够将能耗降低 65%。玩游戏时,能降低 25% 以上的功耗。以下仍是与“库比蒂诺公司”2021年旗舰手机对比的数据。

除了与“库比蒂诺公司”的产品进行对比,联发科还与“山景公司”(谷歌总部所在地)的AI处理单元进行了对比。这款Tensor芯片应用在Android 智能手机上后,运行 AI ETHZ v4基准测试,天玑9000性能优势可达 16%。

支持3颗3.2亿像素摄像头同时拍摄

影像已经是如今用户在智能手机上使用最多的功能之一,其重要性也是不言而喻的。天玑9000配备了升级的第7代Imagiq ISP,采用硬件级3核设计,具备更出色的多摄并发能力,处理速度高达90亿像素/秒,首发支持8K AV1视频解码,支持最高WQHD+@144Hz刷新率屏幕,FHD+ @180Hz触控采样率,支持HDR10+显示。

天玑9000支持最大3.2亿像素单摄,18-bit 3-exposure video HDR支持3路4K HDR视频同时拍摄,也就是说可以同时驱动三枚摄像头,以每秒处理 270 帧,每帧曝光三次的方式,融合出动态范围高达18bit(相当于传统单反4096倍)的高品质HDR视频,这对于移动 SoC 来说是当前世界上最高的计算能力。这一功能显然满足了目前顶级旗舰手机普遍采用的多主摄设计,还能带来更接近人眼的出色动态范围表现,在动态图像捕捉、大光比场景等都能带来更好的影像表现。

同时,结合AI运算能力的大幅增强,还能为照片的降噪和优化提供更大的空间,以下是和iPhone 13样张细节的对比。

同时天玑9000还将Imagiq ISP通过VSE(Video Steam Engine)与APU进行了更紧密的结合,相比以往仅通过DRAM通讯方式,能减少17%的带宽消耗,将延迟进一步降低33ms。联发科称之为视频流引擎(Video Stream Engine)。

视频流引擎能够将应用程序的功耗降低 17%,并且还将处理过程中的延迟减少 33 毫秒。

支持3GPP R16标准

在大家关注的5G方面,新的MediaTke M80基带基于最新3GPP R16标准,支持超级上行,包括补充上行和上行载波聚合两种技术方案,速率更快。支持Sub-6GHz 5G全频段网络,是世界首款支持300MHz 3CC多载波聚合下行,理论下载速率可达7Gbps,是R15中2CC的1.5倍;支持R16标准超级上行,速率是R15中2CC的3倍。

同时,天玑9000相比当前旗舰连接功耗降低32%,高速连接下功耗也有27%降低。

据介绍,截止目前,联发科在5G的互操作性测试方面已经覆盖 37 个国家,全球的100多家运营商。不同国家和地区目前拥有不同的 5G 网络频段,这意味着联发科的 5G几乎可以覆盖全球。

天玑9000在连接性能方面,支持Wi-Fi 6E(6GHz)2×2 MIMO和160MHz频宽,业界首发支持蓝牙5.3标准,即将到来的蓝牙 LE Audio(双链路真无线立体声音频)。还拥有全面的全球卫星定位能力,支持包括GPS(L1/L5),Galileo(E1/E5a),Glonass,北斗(B1i/B1c/B2a),NavIC,QZSS在内的全部卫星定位系统。

5G SoC大战在即

量产商用时间方面,这颗芯片有望于明年Q1量产商用,预计小米、OPPO、vivo等品牌会使用。搭载天玑9000的安卓手机是什么价位目前还无法确定,但redmi负责人卢伟冰透露“1999元只够买一颗天玑9000芯片”,再加上其余零部件和软性成本,明年估计搭载天玑9000的安卓手机价格要大涨。

有意思的是,在一周后,高通将发布的新一代旗舰芯片“骁龙8 Gen 1”也会采用4nm工艺,过去两家在手机SoC领域的激烈竞争也加速这个行业的推陈出新。2020年下半年,联发科首次在市占上超越高通,至今为止已经连续4季度称霸手机SoC市场,市占超40%。这次新品发布联发科可谓先声夺人,对手旗舰推出后能否继续保持领先优势,本刊将持续关注。

联发科成绩总结和未来展望

在最后的问答环节,蔡力行还对近年来联发科取得的成绩进行了总结,并对未来进行了展望。

2019 年11月,联发科发布了旗下第一个 5G SoC——天玑1000;2020年,发布了第一款 6纳米5G SoC;“今天发布的旗舰 5G SoC 天玑9000,是我们在通信、人工智能、多媒体等领域多年来积极和持续技术投资的成果,这些先进技术也将持续贯穿我们多元的产品线。”他说到。

据预计,2021年营收预计将达170亿美金,约为2019年80亿美金的2倍,净利估计达到2019年的5倍。两年前峰会时的股价与昨日相比也成长了2.6倍。

2021 年第一季至第三季,联发科所有的业务线和收入组都实现了非常强劲的营收增长,60%的年成长远超过半导体行业整体的23%。蔡力行表示,这一切都得益于公司广泛产品组合带来的均衡结构性全面成长,以及跨产品组合的强力成长,主要包括以下几方面:

移动通信:5G 换机潮和高端机的扩充,全球市占率获得提升,包括美国及欧盟等地区

物联网、计算和 ASIC: Wi-Fi 6 升级,Chromebook笔记本电脑,进入新产品领域,例如笔记本电脑、CPE、ASIC 新项目。

智能家居:更好的产品组合,面向更高分辨率和支持AI的智能电视产品。

电源管理芯片:在 5G 和 Wi-Fi 5-6 升级中需求大幅增长。

鉴于云计算持续成长,终端设备也倍数成长,低功耗的需求会越来越高。据悉,今年联发科投资了33亿美金于高性能计算、无缝连网、低功耗,先进工艺以及封装技术。“我们在边缘计算和连网方面拥有领先地位,例如提供卓越游戏体验、暗光拍照和录像、8K电视/显示以及Wi-Fi相关技术的各式应用等,这也都是元宇宙所需的技术元素,以上是我们现在及未来成长的基础,带给我们很多的机会,所以对未来成长很有信心。”蔡力行说到。

鸣谢:欧阳洋葱

责编:Luffy Liu

  • 想多了,MTK与某为是竞争关系,你想,东吴与蜀顶多暂时结盟,不会融合
  • 哈哈,麒麟9100么?
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刘于苇
电子工程专辑(EETimes China)副主分析师。
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