在許多朋友以往的認知裡，智能手機的CPU之所以要分為“大小核”設計，主要就是為了起到同時增強性能和能效的作用。也就是說，通過將不同負載的應用分散到不同核心上去執行，理論上可以避免性能的浪費。同時當手機處於極低負載的工況時，關閉“大核心”、只留下能耗更低的小核工作，理論上便可以降低處理器的整體能耗。
然而“大小核設計”，現在真的還靠譜嗎?平心而論，在ARM最早推出CPU“大小核”設計的時代，當時的大核（也就是Cortex-A15）確實功耗過高。而且更為重要的是，彼時對應的“小核（Cortex-A7）”規格上並不低於主流大核方案很多，算是非常優秀的高性能高能效設計。
然而，現在情況已經發生了很大的改變。一方面，關注ARM近年架構信息的朋友可能都注意到了，以Cortex-X4、Cortex-A720為代表的“大核心”如今每代進步普遍都很大。其中Cortex-X系列的性能已經隱隱有追上PC處理器的勢頭，而Cortex-A720大核如今在性能和能效方面則處理得相當平衡。
可是相比之下，Cortex-A53、A55、A510、A520這些小核心的換代步伐不僅要慢很多，而且在技術上也呈現出“原地踏步”的趨勢。特別是最新的Cortex-A520，其硬件規格相比前代竟然倒退，IPC完全沒有進步，能效更是未有改善。
另一方面，正是因為現在的ARM移動處理器“大核”與“小核”之間的性能、架構差異實在過大，所以也導致很多主流APP、特別是中大型應用和遊戲的代碼優化，變得更加傾向於優先使用“大核”。一旦它們被系統自動分配到小核上，反而可能會因為絕對的性能不足，造成小核長時間執行難以負擔的計算任務，不僅降低了效率，還可能會帶來更高的功耗和發熱現象。
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首發“全大核”，聯發科天璣9300揭秘
或許正是基於這樣的認知，2023年11月6日當聯發科推出全新旗艦SoC天璣9300時，我們便迎來了整個安卓生態久違的、採用“全大核”設計的CPU方案。
具體來說，天璣9300採用了臺積電第三代4nm製程打造，其CPU部分包含4個Cortex-X4超大核、最高頻率可達3.25GHz，以及4個主頻為2.0GHz的Cortex-A720大核。與此同時，它還成為了業界最早實現量產支持LPDDR5T-9600內存的SoC方案，並搭配Mali Immortalis-G720 MC12 GPU。
與目前行業中常見的SoC設計相比，天璣9300在基礎架構上，這次有著三個很明顯的不同之處。
其一，就是它將以往運行頻率可以達到2.6GHz以上、甚至接近3GHz的“性能核”，設定到了僅有2GHz的主頻。大家都知道，任何一種CPU架構都有所謂的能效曲線，即頻率越高，功耗增加的速度就可能越快。
如果將一種原本為高頻運行而設計的“大核”刻意限制在低頻上，那麼這就會極其顯著地降低實際功耗。關於這一點，其實PC上的服務器、工作站處理器，就是個非常典型的例子。它們許多都是“全大核”架構，但其主頻往往顯著低於消費級CPU，這樣設計的結果就是單個核心的功耗顯著更低。
其次，由於摒棄了原本的“小核心”，使得天璣9300所有的CPU核心都能支持指令集亂序執行，大幅提高了CPU的運行效率。更為重要的是，由於絕大多數APP其實都不可能真正地讓CPU持續滿載，所以提高指令集的計算效率，實際上就意味著在整個運算過程中CPU會有更多的時間處於空閒休眠狀態。於是從用戶的角度來看，就會體現為運行速度更快、同時總體功耗還下降了。
最後一點，便是天璣9300這次率先支持了LPDDR5T-9600規格的內存。需要注意的是，這種內存並非由天璣新平臺獨佔，但因為聯發科與相關廠商更早就開啟了預研和聯調，所以使得天璣9300在首發機型上便可以用上這種最新的高頻內存，提供更大的帶寬給CPU、GPU，乃至AI運算，並帶來加成。而不像競品那樣，雖然理論上同樣也支持新的高頻內存，但因為錯過了時機，導致首發機型實際上全都只能採用此前的老方案，實際上性能受到了一定的影響。
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實測成績仍有提高空間，遊戲功耗是亮點
說了這麼多，那麼天璣9300的性能究竟有著怎樣的表現呢？這就要用實測結果來說話了。
首先，我們來看天璣9300的安兔兔V10成績。從綜合成績來看，目前我們測試的這款工程樣機在室溫下可以跑到超過215萬分。但是需要注意的事，它的MEM子項得分其實比正常水準要低了一些，我們推測可能是工程機的優化拖了後腿，或者是這臺工程機在經歷了大量測試後閃存出現了老化。換句話說，搭載天璣9300的機型在真正量產之後，MEM項目的成績可以肯定會比這高得多。
在此基礎上，天璣9300目前的CPU和GPU成績就有些嚇人了。要知道，同期競爭對手在常溫下這兩項的得分大約在46萬和88萬上下，相比之下天璣9300明顯要更高。如果考慮到量產機跑分的“正常化”，那麼天璣9300機型在安兔兔評測V10裡全力發揮的水平，勢必會有著更好的表現。
與此同時，天璣9300工程機的GeekBench 6.2.0的單核和多核成績分別為2209、7669。對比競爭對手單核跑分其實要略低一點點，其實這並不奇怪，畢竟它的超大核主頻確實略低一點，但“全大核”帶來的顯著好處，就是超高的多核得分了。7600多分的表現比競爭對手在極限狀態下的成績還要再高了5%左右，而這還只是天璣9300的常溫成績，所以實際量產上市之後，或許還會有著一定的提升空間。
接下來是GFX Bench和In Vitro的圖形測試，前者是非光追場景下的GPU高負載項目，而後者則是目前少有的、手機上真正考察硬件光追的測試軟件之一。可以看到，天璣9300在這兩個項目的測試中均得到了當前最高級別的成績。尤其是光追性能，無論是相比前代、還是競爭對手，優勢都很明顯。
最後，我們三易生活還使用了《原神》和《崩壞·星穹鐵道》這兩款高負載遊戲，實測了天璣9300工程機的遊戲幀率和功耗表現。可以看到，這兩款遊戲在幀率方面已經完全難不倒天璣9300了。而且與此同時，整機平均功耗也僅在4.5W到5.5W上下，完全屬於當前旗艦機的“正常遊戲功耗”水準。換句話說，聯發科方面也充分證明了，“全大核”設計並不會帶來失控的功耗，而且性能也非常強大。
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更多創新設計，聯發科新旗艦看點十足
從目前的跑分和架構信息來看，聯發科在天璣9300上大膽採用的“全大核”CPU設計，行業率先實裝的超高頻內存，以及新架構的12核光追GPU，顯然都取得了相當不錯的效果。它們性能強大、成功超越潛在競爭對手，同時功耗控制也相當優秀，實際表現毫無疑問能夠稱得上是從年底到2024年值得期待的頂級旗艦移動平臺。
除了上述這些計算部件的“威力”之外，天璣9300其實還有更多值得關注的功能細節。比如它此次配備的第七代APU，便是業界首款智能手機上的硬件生成式AI引擎。其專門針對生成式端側大模型做了優化，支持行業最高的330億參數的大語言模型，遠超競爭對手。這也使得在手機上實現更強大的端側語音助手、端側繪圖等等功能，成為了可能。
與此同時，天璣9300還擁有當前業界最先進的AI-ISP設計，可以支持16層的圖像語義分割，在拍攝視頻時可以對每一幀畫面進行AI識別和優化。再加上新的景深和光斑引擎，以及OIS光學防抖處理器，不難發現，聯發科這次是要下決心發力頂級影像、特別是專業視頻向了。
除此之外，在天璣9300的顯示引擎裡，它這次還稍顯意外地搭載了源自聯發科旗艦電視處理器的AI景深畫質引擎，首次在智能手機上實現了針對視頻畫面的語義分割景深優化。要知道，這可是當前智能電視領域最新、最好的畫質“黑科技”。而聯發科作為其背後的技術提供方，能夠這麼早就將其“下放”到手機上，其實也不難看出他們對於這款SoC極高的期待，以及希望它能夠更多被用於頂級影音旗艦機型的產品定位。
天璣9300技術解析：除了全大核、還有這些亮點
除了CPU架構大改，天璣9300在其他方面也絲毫不虛。