為什么華為能夠成功?下面就放下幸存者偏差,帶你看不一樣的麒麟980芯片。
第一扇門:「大小核」才是未來趨勢
對于智能手機而言,性能與功耗之間容易出現左右手互搏。我們總是希望CPU性能越來越強,但功耗增加同樣不可避免,這容易導致尷尬一個局面——
當任何輕量級的任務需要動用大核心,無異于殺雞用牛刀。
因此,多核CPU從增強并行運算性能,逐漸演進為大核心+小核心設計,目的在于更好地平衡智能手機的性能和功耗。
雙核SoC時代的最終幕由釘子戶蘋果拉下,A10 Fusion引入大小核設計,包含兩個性能核心、兩個能效核心。其中,能效核心在運行時的功率則可低至高性能核心的1/5,從而大大延長了手機電池續航力。
而繼任者A11 Bionic則是一款非典型的六核心處理器,能效核心增加到四個。通過第二代性能控制器,可同時激活全部六個核心,以應對多線程工作負載。
其實蘋果的做法相對保守,想要更有效地處理不同工作負載種類,大小核架構還有更多意想不到的組合,比如三世而亡的聯發科Helio X20。
第二扇門:多核調度同樣重要
相比于蘋果,聯發科以簡單粗暴而富有想象力的方式,走向了堆核狂魔的不歸路。Helio X20是全球首款十核心SoC移動處理器,其包含三個叢集核心群:
兩顆Cortex-A72核心以2.5GHz頻率運行,主要負責提供極致的性能;四顆Cortex-A53核心以2.0GHz頻率運行,負責中等負載任務; 四顆Cortex-A53核心以1.4GHz頻率運行,負責輕度負載任務。
面對空前復雜的三個叢集核心群,聯發科試圖通過自研的MCSI互聯總線進行連接,并以CorePilot 3.0異構運算技術進行實時調控,很可惜沒能Hold住風騷走位。
當時的處理器架構無法支撐太復雜的異構計算,Helio X20在CPU調度上翻了車,結局就是「一核有難,九核圍觀」,用戶體驗反而比八核時代倒退。
盡管稍有遺憾,Helio X20從一開始就注定無法實現超前理念,直到奠定移動芯片IP設計基石的ARM公司,主導推出DynamIQ技術。
第三扇門:DynamIQ驅動下的大小核設計
DynamIQ帶來了一種可以改變異構處理格局的新型技術架構,它的做法是將大小兩個集群合并,從而形成一個兼具大小 CPU、完全集成化的 CPU 集群。
以麒麟980芯片為例,DynamIQ集群中的二級高速緩存由每個CPU核心獨占,超大核與大核A76均為512KB,小核A55為128KB。
集群中新增共享單元(DSU),配置4MB三級高速緩存,取代了CCI互聯總線,用于A76、A55之間的信息交換,以實現更靈活的CPU大小核搭配方案。
這意味著根據不同的任務選擇最合適的處理器,DynamIQ可以靈活配置X*76+Y*A76+Z*A53,組合方式幾乎不受限,從而徹底打開了想象空間。
麒麟980新突破:Kirin CPU子系統
除了在全球首次實現基于Cortex-A76的開發商用之外,麒麟980另一大亮點在于全新設計的Kirin CPU子系統及智能調度機制,構成2+2+4核三檔能效架構:
· 兩個超大核(基于Cortex-A76定制);
· 兩個大核(基于Cortex-A76定制);
· 四個小核(Cortex-A55)。
相比傳統的大小核兩檔位設計,三檔能效架構提供更為精確的調度層次,讓CPU在重載、中載、輕載場景下靈活適配,在獲得更高性能體驗的同時擁有更長的續航體驗。
那么麒麟980究竟是如何工作的呢,舉幾個例子:
· 音樂、視頻、導航等輕量級應用,以及輕度負載的游戲,調用部分A55小核;
· 通話,電子書、瀏覽器、在線購物、社交應用,短視頻,相機,中度負載的游戲,調用部分A55小核和部分A76大核;
· 相冊、重度負載的游戲、以及應用啟動時,調用包括A76超大核在內的所有核心。
從CPU核心上針對終端業務進行了適配和優化,到CPU調度算法、總線設計等深度設計, Kirin CPU子系統保證SoC整體設計上更大地發揮出性能和能效優勢。
走過這三扇門,麒麟980真正實現涅槃,在處理器性能、能源效率上能夠與世界頂級半導體公司的芯片一較高低。