天璣9300技術解析:除了全大核、還有這些亮點

天璣9300技術解析:除了全大核、還有這些亮點

2023年11月6日晚間,聯發科方面正式發佈了新款旗艦SoC天璣9300。作為聯發科真正意義上參與頂級旗艦SoC市場競爭的第三代產品,天璣9300這次的亮點非常多,技術方面的大膽創新更是數不勝數。

不過針對這款SoC的相關性能測試和跑分成績分析得在後續進行,因此在正式發佈之後,我們先針對已知的產品設計、功能細節,來進行一些簡單的“答疑解惑”。

  • “全大核”真的不會更耗電?其實PC行業已有證明

首先,天璣9300此次最大的特色,就在於它大膽採用了“全大核”的CPU設計,即四顆3.25GHz的Cortex-X4超大核加上四顆2GHz的Cortex-A720大核,並且完全取消了Cortex-A520小核。

大家都知道,理論上來說ARM的“小核心”是為了省電而生,因此此次聯發科完全取消小核的設計,很自然地會讓人擔心它是否會導致CPU功耗的上漲。事實上,這種擔憂可以說是犯了兩個錯誤。

其一,就是大家忽視了智能手機CPU的實際工況。的確,“超大核”和“大核”的理論功耗要比“小核”更高,但所謂的理論功耗其實有兩個潛在的大前提,那就是首先CPU要處於滿負荷狀態,其次這種滿負荷狀態要一直長時間維持。

但實際情況,卻是由於現代的“超大核”和“大核”性能比“小核”高了太多,特別是它們都擁有小核(Cortex-A520)所不具備的亂序執行能力和多得多的併發設計,這就導致這些大核心其實很難真正滿載。而且在執行相同計算量的前提下,超大核與大核會很快完成任務,然後迅速進入低頻休眠狀態。相比之下,小核因為性能天生不足,所以反而可能會較長時間一直處於滿載狀態。

所以在現實工況下,實際的功耗對比情況,就變成了“不滿載、且經常休眠的大核”與“滿載、且長時間維持高頻運行的小核”。如此一來,究竟那邊在單位時間裡的真正功耗更高,其實就很不好說了。

其次,就是聯發科在天璣9300的大核設計上還玩了個“巧”,他們將Cortex-A720大核的主頻定在了僅2GHz的低水平上。按照ARM原本的設計,Cortex-A720應該是一種為接近3GHz主頻而設計的性能核心。

那麼這意味著什麼呢?如果大家有接觸過PC上的工作站、服務器CPU,或是筆記本電腦上的遊戲顯卡就會知道,將原本為高頻設計的核心故意運行在低得多的頻率上,帶來的結果必然是功耗的極大幅度下降。

這裡很典型的例子就是AMD的銳龍7950X和7995WX,雖然兩則均基於相同的Zen4架構、製程也一樣,但是一個基頻4.5GHz、睿頻5.7GHz,16核便有170W的TDP,另一個則是基頻2.5GHz、睿頻5.1GHz,96核的TDP才達到350W。相當於頻率降低了一半不到,平均的功耗卻變成了1/3。

很顯然,聯發科此次在天璣9300上採用的,正是這種“故意將高頻架構運行在低頻”的設計思路。在這種設計下,四枚Cortex-A720的功耗到底能有多低,很可能會超乎大家的想象。

  • 第二代硬件光追,聯發科也開始接地氣了

比起CPU部分的大膽設計,天璣9300在GPU部分的硬件規格,乍看之下就更接近於常規的換代升級了。

它採用了ARM Immortalis-G720方案,並擁有12核配置,比前代又多了一組核心。根據官方公佈的信息顯示,在新架構和更多GPU核心的加持下,天璣9300的峰值3D性能比前代高了46%,並有著40%的能效比改進。

不過比起架構的換代和核心數的“堆料”,聯發科方面此次在GPU部分的宣傳重點反而是更值得關注的信息。

可以看到,一方面聯發科自稱新款SoC配備的是“第二代硬件光追”,這自然指的是Immortalis-G720本身是ARM第二代支持硬件光追的GPU設計。但同時聯發科方面還強調,他們對於移動光追的研發早在天璣1200時代就已經開始(軟件光追方案),因此比絕大多數競爭對手都更早。

在這樣的基礎上,聯發科因此順理成章地宣稱,他們擁有更為全面的、應對“光追手遊”的解決方案。其中不僅包括GPU本身的硬件光追引擎,也包括了對於遊戲畫面的AI超分降耗技術,包括如今被稱為“星速引擎”的遊戲自適應調控技術。這些技術可以讓最終的SoC在真正落地的光追手遊中跑出高畫質+60幀的實際體驗,而不僅僅是隻能運行幾個DEMO,或是在極少數場景裡用30幀來換取所謂的“光追效果”。

另一方面,目前聯發科在推廣光追手游上似乎也有著非常明確的目標,他們已經與騰訊旗下的遊戲終端技術運營平臺,以及多個頭部遊戲工作室達成了合作。換句話說,可能很快我們就會在主流競技手遊裡看到“天璣專屬”的光追模式了,而這顯然要比任何空泛的DEMO演示,都能讓玩家真正感受到聯發科如今的技術實力。

  • 如何讓手機AI真正落地?天璣9300有著兩手準備

最後,我們來聊聊天璣9300這次的AI設計。

從硬件方面來看,天璣9300集成的“APU 790”模塊性能規格很強,它的整數和浮點性能都是前代的兩倍,算子加速性能是上代的8倍,而且還專門針對端側生成式大模型進行了特別優化。相比競爭對手,天璣9300可以運行數倍規格的端側AI大模型,甚至還獨有端側“技能擴充”技術,可以讓端側大模型持續進行自適應融合,不斷提升手機的本地“智慧”程度。

但是說了這麼多,大家都知道,以上這些技術優勢最終都需要手機廠商的深度適配,才能真正在終端產品上落地。如果手機廠商的技術力不夠,或者不願意專門針對天璣9300做端側大模型的額外超大規模適配,又該怎麼辦呢?

可以看到,聯發科這次做了“兩手準備”。一方面,他們與首發廠商vivo一起,已經給相應的機型適配了最高330億的大語言模型,遠大於競品目前已知的端側大模型規模。請注意,這是已經落地、可以實際在產品上跑起來的端側模型。這就意味著屆時消費者一買到首發天璣9300的vivo手機,很容易就能體驗到它的端側AI助手,要比其他平臺的類似方案技能更多,從而讓消費者對天璣9300的AI性能有著一個更直觀的認知。

另一方面,天璣9300內部也做了很多用到APU的其他“聯動功能”。其中包括但不限於ISP和APU聯動的視頻拍攝逐幀優化、視頻景深和光斑引擎,以及DPU和APU聯動的視頻AI景深畫質引擎等等。

這樣一來,就算手機廠商想“偷懶”,他們也有現成的API可用,能夠輕鬆地在搭載天璣9300的機型上做出很強的視頻拍攝虛化效果、擬真的視頻AI光斑功能,以及讓消費者在觀看在線視頻時,通過手機自動處理顯示畫質,帶來比其他平臺更生動、更有沉浸感的顯示效果。

當然,從這些AI相關的實際落地功能不難看出,聯發科這次從一開始就將天璣9300“瞄準”了那些主打高端影像、主打旗艦屏幕配置的機型。這與過去天璣高端平臺往往只強調性能或遊戲體驗也形成了一個有趣的對比,也讓人很容易

看出,聯發科對於這次的新款SoC信心滿滿,勢要在旗艦市場與競爭對手們一較高下了。

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