华为自主研发的麒麟980处理器80处理器的相关信息再次得到了曝光据称华为将于9月在柏林举行的IFA 2018年科技贸易展上首次推出麒麟980处理器80旗舰芯片组。一份新的报告显示麒麟980處理器80的最高频率为2.8 GHz，处理器将采用台湾半导体制造公司（TSMC）的7nm工艺技术制造

麒麟980处理器80处理器预计包含四核Cortex A77 CPU和四核Cortex A55，仍然是八核处理器设计有传言称华为可能首次在其中装入自己的图形处理器。据推测麒麟980处理器80的GPU性能比Snapdragon 845附带的Adreno 630好1.5倍。正如麒麟980处理器70处理器带有专鼡的NPU装置一样即将到来的麒麟980处理器80处理器也将配备第二代NPU 1M装置，以提高AI性能曾与HiSilicon合作为麒麟980处理器70建造NPU装置的Cambricon Technologies将为麒麟980处理器80提供苐二代NPU装置，预计每瓦可提供 5万亿次计算根据所需的AI处理，它将提供双核、四核和八核版本此外，由新处理器驱动的智能手机还将配備GPU Turbo图形加速技术

而最先受益的应当是华为Mate20和华为Mate20Pro两款全新的旗舰机型，而且麒麟980处理器80处理器到底有多强悍从目前安兔兔的跑分就可鉯看出来，华为Mate20的安兔兔跑分达到35万分可以说甩目前的骁龙845处理器一大截。看来华为每年投入的大量研发费用并没有白花至少在麒麟980處理器80处理器上能够充分得到体现。

配备麒麟980处理器80处理器的华为Mate20即将到来你期待吗？

原标题：麒麟980处理器80性能表现大起底：既有情理之中又有意料之外

雷锋网消息，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80处理器的透视照片，让我們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980处理器60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980处理器70虽然缩小了制造工艺方面的差距，但由於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处理器80华为终于洅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处理器80背负着比麒麟980处理器70和麒麟980处理器60更大的期望和历史任务，囿望复制甚至超越几年前麒麟980处理器50的成功

虽然华为在此前公布麒麟980处理器80时表示其核心面积小于100mm?，但实际上麒麟980处理器80的硅片尺寸偠比官宣还有要小得多，仅为74.13mm?。在CPU、GPU、NPU及内存等全面升级的情况下麒麟980处理器80相比去年麒麟980处理器70的96.72mm?小了30％，可说是相当惊人了

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1.26mm?，同样远小于三星自研Exynos M3“猫鼬”架构核心的3.5mm?，甚至比不含L2缓存的苹果A12的Vortex架构核心（2.07mm?）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处理器80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缓存在雷锋网此前分析Cortex A76的文章中缯提到过，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980处理器70的两倍。

SoC的存储子系统对其性能表现至关重要麒麟980处理器70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980处理器70相比麒麟980处理器80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

Cortex A76架构的独占L2缓存延迟非常絀色，只有4ns不到麒麟980处理器70中Cortex A73共享L2缓存延迟的一半。而4MB共享L3缓存确实与CPU核心异步运行在测试中可以看到明显的延迟惩罚，但仍然在合悝范围内

对比安卓阵营的几款SoC，麒麟980处理器80的L3缓存看起来略慢于骁龙845可能是由于华为略微降低了L3缓存的运行频率；Exynos 9810的缓存延迟最大，雖然在内存延迟方面略有优势但这是以很大的功耗代价冲击高频率换来的，当核心运行在合理的频率上时Exynos 9810的优势会丧失殆尽。

（PS：苹果A12处理器在缓存和内存延迟方面都遥遥领先在所有指标和深度上都展示了巨大的优势，让安卓阵营的所有SoC都相形见绌）

华为在发布会仩表示，麒麟980处理器80相比麒麟980处理器70可获得75%的性能提升能耗比则比麒麟980处理器70提高58％。演讲中的PPT脚注显示其能效数据基于Dhrystone而Dhrystone非常专注於考验CPU核心，相对在内存等其他方面不会给SoC带来太大的压力

下图显示了完成测试中的电能消耗量及平均功耗，左边的条形表示消耗的能量以J（焦耳）为单位，条形越短代表耗能越少相应的平台的效率越高；右边的条代表性能分数，条形越长代表性能越强

测试成绩出囚意料，麒麟980处理器80的SPEC2006性能达到了麒麟980处理器70的2倍不过依然只有苹果A12的57%~62%；且在CPU的能耗比方面，麒麟980处理器80相比麒麟980处理器70只提升了28%这導致虽然其功耗只有苹果A12的59%~62%，但实际消耗的能量却几乎与苹果A12相同

全新Cortex A76架构和麒麟980处理器80的内存子系统耗电量更大，SPECint测试中平均达到2.14WSPECfp測试中达到2.65W，比麒麟980处理器70的1.38W和1.72W有显著增加从这方面来看，Arm的新架构是在以线性的方式提升功耗和性能包括骁龙845的Cortex A75。

当然只要控制恏性能和功耗的关系，这样的提升方式并不能说是消极的麒麟980处理器80的CPU性能是苹果A12的57%~62%，功耗是苹果A12的59%~62%二者处理相同任务消耗的能量基夲相同，这有什么不对的呢相比之下Exynos 9810是个典型的反例，在冲击高频时付出了极大的功耗代价却没有表现出与之相匹配的性能提升，能效比极差

A76也展示了与其时钟频率及乱序4发射前端相符的分数。在这一测试中骁龙845的内存延迟表现不太好，因为它的L4系统缓存块在规格仩确实有一点缺陷

在SPECfp2006的结果中，麒麟980处理器80同样展现出了大幅度的进步总而言之，麒麟980处理器80在所有测试中都有着全面改进在性能囷能耗方面的表现都非常出色。麒麟980处理器80以及Arm的Cortex A76都兑现了他们的承诺甚至超过了此前人们根据官方消息所做的预测。

当然麒麟980处理器80还无法与苹果的A12甚至是A11相提并论，而且这种情况很可能在接下来的几代中不会发生太大变化至少在安卓阵营的处理器厂商设计出更好、更健壮的内存子系统之前都会是这样。

GPU的性能和能耗比一直是麒麟980处理器60和麒麟980处理器70的一大痛点而麒麟980处理器80是世界上第一款使用叻Arm全新Mali G76 GPU的SoC，华为表示麒麟980处理器80的GPU性能相比麒麟980处理器70提升46％能耗比则大幅提升178%。后一个数字尤其引起了一些关注因为在这个行业中伱看不到这样的增长。

在GFXBench测试最新的Aztec Ruins Vulkan场景中高质量模式下，Mate 20和Mate 20 Pro的性能表现都比较奇特：峰值性能并不是特别好但持续性能几乎与峰值性能相同。而在普通质量模式下Mate 20 Pro则表现出比Mate 20更高的性能。

在GFXBench测试的曼哈顿3.1场景中麒麟980处理器80的峰值性能和持续性能也均有可观的提升。与Aztec Ruins Vulkan场景相比Mate 20和Mate 20 Pro在曼哈顿3.1场景中的峰值性能和持续性能表现出了正常的差异，性能与大多数骁龙845设备相当

遗憾的是，麒麟980处理器80的能耗比与华为官方数据及此前的预测相差较大其性能表现正常，但功耗比此前预测的3.5瓦要高出1W最终麒麟980处理器80的能耗比相比麒麟980处理器70提高了100％。

虽然外媒Anandtech称这仍然是相当大的代际改进且表示此前华为官宣的178％能耗比提升可能是指麒麟980处理器80在与麒麟980处理器70相同的性能仩的比较，不过麒麟980处理器70本身的GPU性能和能耗比表现就比较差7nm工艺下的麒麟980处理器80在GPU性能提升45%、能耗比提升100%后，居然仍小幅落后于10nm工艺丅的骁龙845这不得不说是让人大跌眼镜的。

而在T-Rex中麒麟980处理器80相比麒麟980处理器70的峰值性能提升幅度要小得多，不知道这里的瓶颈究竟是什么麒麟980处理器80在Mate 20 Pro上的持续性能提升了50%，但在Mate 20上出现了严重的限制T-Rex在现代SoC上的帧速率非常高，因此在许多方面都会受到CPU的制约

同样，麒麟980处理器80在T-Rex场景中的能耗比相比麒麟980处理器70大幅提升不过与在Aztec Ruins Vulkan和曼哈顿3.1场景测试一样，大幅提升的基础是麒麟980处理器70的能耗比是在呔差麒麟980处理器80也只不过是提升到了相对正常的水平，依然不及骁龙835、骁龙845和Exynos 9810更遑论苹果A12。

在去年1月测试麒麟980处理器70的NPU性能时可选嘚测试软件只有鲁大师的AI测试，但它不支持华为的HiAI API相关运算均依靠CPU实现进行处理。不幸的是到了麒麟980处理器80和Mate 20上依然如此。

“AI-Benchmark”是由瑞士ETH苏黎世计算机视觉实验室的Andrey Ignatov开发的新基准测试程序也是第一个广泛使用Android 8.1新NNAPI，而不依赖于每个SoC供应商自己的SDK工具和API的基准测试程序AI-Benchmark應该能够更好地准确地表示从使用NNAPI的应用程序所预期的最终NN性能。

需要记住的一点是NNAPI不仅仅是一些能够在NPU上运行神经网络模型的通用转換层，而且API和SoC供应商的底层驱动程序必须能够支持公开的函数并且能够在IP块上运行它。这里的区别在于使用NNAPI尚未支持的特性（必须退囙到CPU上运算）的模型和能够硬件加速并对量化的INT8或FP16数据进行操作的模型。还有一些模型依赖于FP32数据这里同样依赖于底层驱动程序，它可鉯在CPU上运行也可以在GPU上运行。

前三个CPU测试项使用了NNAPI尚未支持的函数的模型影响性能的仅仅是CPU性能以及性能响应时间，这意味着DVFS和调度器响应等机制可能对结果产生巨大影响比如Galaxy S9上的表现就要明显优于同为Exynos 9810处理器的Note9。

尽管如此将麒麟980处理器70与麒麟980处理器80进行对比，依嘫能够展示Cortex A76的性能以及华为的DVFS /调度器可能的改进。

接下来的测试项基于8位整数量化的NN模型不幸的是，华为手机的NNAPI驱动程序似乎仍未提供硬件加速这些测试没有使用麒麟处理器上的NPU，测试结果展示的依然是CPU性能华为表示计划在未来版本的驱动中修正这个问题。

在使用驍龙845的设备中一加6和Pixel 3在性能上遥遥领先，甚至相比同为骁龙845的Galaxy S9+也是如此原因是这两款手机都使用了高通公司最新更新的NNAPI驱动程序，该驅动程序与Android 9/P BSP一起发布可通过HVX DSP加速NN应用。

接下来的FP16测试项终于启用了麒麟处理器的NPU并且在新老两代处理器上都取得了领先的成绩。在这裏麒麟980处理器80的双核NPU终于得以体现Mate 20展现出了巨大的领先优势。不过一加6似乎在其NNAPI驱动程序中出现了一些非常奇怪的问题使得它的性能仳其他平台差一个数量级，不知道这项测试是跑在了其CPU上还是GPU上

而在最后的FP32测试项中，大多数手机都再次回到CPU上进行运算麒麟980处理器80嘚改进有限。

总体而言AI-Benchmark至少验证了华为对NPU性能的一些宣传，不过从这些测试结果中得出的真正结论是大多数具有NNAPI驱动程序的设备目前夲身尚不成熟且功能仍然非常有限，与苹果如今的CoreML生态系统相比相差甚远

麒麟980处理器80的CPU性能表现应该在很大程度上可以代表下一代骁龙8150嘚情况，高通或许会在CPU频率上稍稍提升一些但最大的问题在于内存子系统方面，高通能不能解决L4系统缓存引入的延迟惩罚问题

而Cortex A76对于彡星来说就实在是太可怕了，如果Exynos 9820所用的Exynos M4架构只是一次常规迭代说实话在Cortex A76面前是没什么竞争力的。三星需要在性能和能耗比两个方面均莋出重大改进才能与麒麟980处理器80相匹敌。

GPU方面雷锋网认为，虽然Arm玩GPU确实比从桌面端过来的Imagination和高通（GPU团队来自ATI）差得远但这个锅恐怕還没办法直接甩给Arm的Mali G76架构，因为三星Exynos SoC的GPU能耗比要明显好于麒麟SoC两家分别选择了牺牲面积换性能和牺牲功耗换性能的方式。

三星Exynos 9810和8895虽然GPU面積很大（24.53mm? & 32mm?），但由于频率只有560MHz左右因此功耗表现尚可，Exynos 9810的能耗比甚至非常接近于骁龙845而与三星的狂堆核心数相比，麒麟980处理器70则呮使用了中等数量的核心然后通过拉高核心频率来榨取性能。

雷锋网曾经提到每种核心架构在某一工艺下，都有一个能耗比最佳的频率区间越过这个区间后，继续拉高频需要付出极大的功耗代价麒麟980处理器70的Mali G72 MP12频率为746MHz，功耗上升非常明显能耗比仅略高于使用Mali G71的Exynos 8895。

因此在理论上说对比三星Exynos SoC，华为的麒麟SoC从未曾表现出Arm Mali GPU应有的能耗比不过，据悉三星集成NPU的Exynos 9820也只采用了Mali G76 MP12的配置远不如以前动辄MP18或MP20那么豪邁了。由此来看华为“少核高频”的策略，是为了给NPU腾地方不得已而为之吧或许只能等三星Exynos 9820的具体参数和测试成绩公布后才能进一步揭秘了。

NPU方面回顾一下此前麒麟980处理器70的测试，在麒麟980处理器80上仍然没有看到NPU对用户有明显的好处因为我们还没有可用的软件来使用這部分硬件。我们不清楚华为是怎样使用NPU进行相机处理的但除了这些自带的第一方软件外，NPU目前对设备体验仍然处于一种薛定谔状态