麒麟980性能表现起底:浓缩的都是精品,奥妙何在?

2018年11月20日 作者:糖悦之果飞

不久前外媒ChipRebel刚刚发布了华为Mate 20手机的拆解,并公布了麒麟980处理器的透视照片,让我们有了一窥这款让华为表示“稳了”的处理器,并首次看到Arm全新Cortex A76 CPU和全新Mali G76 GPU的真容。当高通和三星在2016年下半年发布骁龙835和Exynos 8895这两款使用10nm LPE工艺的产品时,麒麟960却只能选择台积电16nm FFC工艺,这种劣势显著的体现在芯片的能耗比方面。

麒麟970虽然缩小了制造工艺方面的差距,但由于其设计周期较早,错过了Arm当时最新的Cortex A75架构,只能基于Cortex A73架构设计,而推出较晚的骁龙845则全面基于Cortex A75和Cortex A55改进。

在这次的麒麟980,华为终于再次集齐了最先进的制造工艺和最新的架构设计,从这方面来看,麒麟980背负着比麒麟970和麒麟960更大的期望和历史任务,有望复制甚至超越几年前麒麟950的成功。

浓缩的都是精品

虽然华为在此前公布麒麟980时表示其核心面积小于100mm²,但实际上麒麟980的硅片尺寸要比官宣还有要小得多,仅为74.13mm²。在CPU、GPU、NPU及内存等全面升级的情况下,麒麟980相比去年麒麟970的96.72mm²小了30%,可说是相当惊人了。

芯片的左上角是全新的Mali G76 MP10 GPU集群,Mali G76达到Mali G72翻倍的性能只需132%的芯片面积,理论上单位面积性能提升了50%。华为将麒麟980的GPU面积维持在了11.97mm²,仅稍大于骁龙845中Adreno 630的10.69mm²,远小于Exynos 9810 Mali G72 MP18的24.53mm²和苹果A12 GPU的14.88mm²。

GPU模块右侧是CPU模块,Cortex A76架构在核心尺寸方面仍然非常小巧,配备512KB L2缓存时的单核面积仅为1.26mm²,同样远小于三星自研Exynos M3“猫鼬”架构核心的3.5mm²,甚至比不含L2缓存的苹果A12的Vortex架构核心(2.07mm²)还要小。

此次华为充分利用了Arm的新DSU集群及异步CPU配置,将麒麟980中Cortex A76架构的高性能CPU集群细分为两组,高频率的一组运行在2.6GHz频率上,另一组Cortex A76 CPU的运行频率为1.92GHz(这应该是一个很好的能效比平衡点),各自运行在不同的频率和电压上,可根据不同使用场景灵活调用,有效提升实际使用时的能效比。

缓存方面,所有Cortex A76都带有推荐的512KB L2缓存配置,而A55则采用128KB缓存。此前分析Cortex A76的文章中曾提到过,在最新的DynamIQ群集配置中,L2缓存是每个CPU核心独占的。DSU中的L3缓存则为4MB共享式设计,容量为骁龙845和麒麟970的两倍。

改进的内存延迟

SoC的存储子系统对其性能表现至关重要,麒麟970便在这方面吃了一些亏,它在高频率下运行时似乎有些问题,这使得华为不得不在默认情况下选择降低其设备的频率,导致了一些性能下降,尤其是在对内存延迟敏感的工作负载中。

与麒麟970相比,麒麟980的内存延迟得到了显着改善。测试中使用的是完全随机延迟,包括TLB未命中等在内的所有可能的惩罚,但是这仍然是一个重要的性能指标。

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