它是华为历史上最强大的处理器,也是新一代Android的光芒。
六项世界第一的辉煌背后,其实隐藏着三扇不为人知的大门。
既有技术迭代的必然,也有超前思考的辛酸和血泪。
华为为何成功?让我们抛开幸存者偏见,向您展示不同的麒麟芯片。
第一扇门:“大小核”是未来趋势。
对于智能手机来说,性能和功耗之间存在着矛盾。
我们总是希望CPU性能越来越强,但功耗的增加也是不可避免的,这很容易导致尴尬的局面——当任何轻量级任务需要使用大核心时,无异于杀鸡取卵用大锤。
因此,多核CPU逐渐从增强并行计算性能发展到大核+小核设计,旨在更好地平衡智能手机的性能和功耗。
双核SoC时代的最后帷幕是由苹果拉开的。
A10 Fusion引入了大小核心设计,包括两个性能核心和两个能效核心。
其中,高能效核心在运行时的功耗可低至高性能核心的1/5,从而大大延长手机的电池寿命。
后续产品 A11 Bionic 是一款非典型六核处理器,具有四个节能核心。
借助第二代性能控制器,可以同时激活所有六个内核以处理多线程工作负载。
事实上,苹果的做法还是比较保守的。
为了更有效地处理不同的工作负载类型,出现了更多意想不到的大小核心架构组合,比如三代就消亡的联发科Helio X20。
第二扇门:多核调度同样重要。
与苹果相比,联发科以简单粗暴、想象力丰富的方式,已经到了作为核心狂人的不归路。
Helio X20是全球首款十核SoC移动处理器,包含三个集群核心组:两个运行频率为2.5GHz的Cortex-A72核心,主要负责提供极致性能;四个 Cortex-A53 核心以 2.0GHz 频率运行,负责中等负载任务;四个Cortex-A53内核运行在1.4GHz频率,负责轻负载任务。
面对三个集群核心组前所未有的复杂性,联发科尝试通过自研的MCSI互连总线将它们连接起来,并使用CorePilot 3.0异构计算技术进行实时控制。
不幸的是,它未能保持住这一趋势。
当时的处理器架构无法支持太复杂的异构计算。
Helio X20在CPU调度上翻车了。
最终的结果是“一核出事,九核观望”,用户体验相比八核时代倒退。
虽然有点遗憾,但Helio X20从一开始就注定无法实现先进的理念,直到为移动芯片IP设计奠定基础的ARM率先推出DynamIQ技术。
第三扇门:DynamIQ驱动的大小核心设计 DynamIQ带来了可以改变异构处理格局的全新技术架构。
它通过合并两个大大小小的集群来形成一个同时具有大小 CPU 的完全集成的 CPU 来实现这一点。
化的CPU集群。
以Kirin芯片为例,DynamIQ集群中的L2缓存是每个CPU核心独享的。
超大核和大核A76都是KB,小核A55是KB。
集群中添加了新的共享单元(DSU),配备4MB三级缓存,取代CCI互连总线,用于A76和A55之间的信息交换,以实现更灵活的CPU尺寸和核心匹配方案。
这意味着可以根据不同的任务选择最合适的处理器。
DynamIQ可以灵活配置X*76+Y*A76+Z*A53,组合方式几乎无限,从而完全开启了想象力。
麒麟新突破:除了全球率先开发并商用基于Cortex-A76的麒麟CPU子系统外,麒麟的另一大亮点是全新设计的麒麟CPU子系统和智能调度机制,形成2核三级能效架构: · 两个超大核心(基于Cortex-A76定制); · 两个大核(基于Cortex-A76定制); · 四个小核 (Cortex-A55)。
与传统的大小核两级设计相比,三级能效架构提供了更精准的调度级别,让CPU灵活适应重载、中载、轻载场景,实现更高的性能体验同时拥有更长的续航体验。
那么麒麟到底是如何工作的呢?下面举几个例子: · 音乐、视频、导航等轻量级应用,以及轻载游戏,调用部分A55小核; · 中等负载的通话、电子书、浏览器以及网购、社交应用、短视频、相机、游戏,调用部分A55小核和部分A76大核; · 相册、大负载游戏、应用启动时调用包括A76超大核心在内的所有核心。
从针对终端业务的CPU核心的适配和优化,到CPU调度算法、总线设计等深度设计,麒麟CPU子系统确保SoC的整体设计最大限度地发挥性能和能效优势。
走过这三道门之后,麒麟真正实现了涅槃,在处理器性能和能效方面可以与全球顶级半导体公司的芯片抗衡。