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S835 強敵?:HiSilicon Kirin 960 ( 麒麟 960 )解構

Qualcomm S835 絕對是 2017 年備受注目的一款處理器,它除了用在一系列旗艦手機例如 Samsung Galaxy S8 、HTC U11 外,亦預計會拿來運行 Windows 系統,之前我們談過它的過人之處;但在市場上的另一個異軍也不容小看,它就是 Huawei P10 Plus 在用的 HiSilicon Kirin 960 ,之前亦有一款以它為中心的 SBC面世,TechApple.com 也來解構一下它的特點。

麒麟 960 16nm 制程:採用 big.LITTLE 架構 A73+ A53 

一般人會視 HiSilicon Kirin 960 是舊一世代的處理器,原因是它早於 2016 年底發佈,而首部採用它的手機為華為 Mate 9 ,但它的架構與 Qualcomm S835 亦有相似之處。

在 Qualcomm S835 採用 Kryo 280 微架構是由 4 核心高效能處理器配合 4 核心節能處理器組合,而它是基於 ARM 自家架構的一個「半客制」產品,同時它是基於 Cortex-A73 + Cortex A53 的組合設計,可以說 Kirin 960 與 Qualcomm S835 用的微架構相當接近,而兩者同樣使用 ARMv8-A 指令集。

我們再集中看 Kirin 960:根據官方的資訊,它採用的 Cortex A73 微架構號稱比起上一代的 Cortex-A73 在效能上提升了 30% ,節能程度亦提升 20% 。然而根據 Anandtech 的數字,它在浮點運算 FPU 方面明顯不及 Qualcomm S821 與 Cortex A72 架構的 Kirin 955 與 Kirin 950 ,單從圖片、3D 效能去看的話它比起上一代產品還要弱,它的強處在於 Integer Performance (實數計算),在 SPECint2000 之中分數比起 Kryo 與 A72 還要高。

如果我們更深入去看,會發現 A72 與 A73 的 Pipeline (指令管線)結構完全不同, A72 有整整 15 個階段 ,而 A73 只有 11 個階段。可以說 A73 的理念與 2014 年發佈的 A17 有點相似:透過把管線 Pipeline 的效率極大化。

當中最大的公別是解碼 (Decoder) 的深度只有 2-Wide 而不是 3-Wide ,雖然減少了一個階段,但這是針對 A72 在資料讀取階段未能完全滲透解碼,所以 A73 收窄解碼階段的影響未如想像中明顯,而這個亦是 A73 與 A15/A57/A72 從根本上的改變,這亦影響到跟它相近微架構的 Qualcomm S835 。

總體來說, A73 與 A72 在背景的設計理念不一樣: A72 所屬的 Austin 系列目標在於工業與低電耗的伺服器應用,而 A73 就集中在流動裝置的大小與耗電,根據 ARM 的說法在同樣的時脈之下 A73 比起 A72 減少 20~30% 耗電,體積亦最多可以減省 25%。

Mali-G7 1圖像處理器:強調效能方面

另外我們看看 Kirin 960 的 GPU (圖像處理器)方面,簡單來說 HiSilion 選擇了以效能作主導。我們看看上一代的 Kirin 950/955 ,它的四核 Mali GPU 是被受批評的(畢竟對手如 Samsung 、Qualcomm 都使用 8 核、12 核或以上的規格了),雖然在 Kirin 950 接近可以運行所有類型的桌子,但它在發熱、電量方面與對手相比並未算出色。

而於 Kirin 960 上面採用的 Mali G71 採用 32 核設計,目的是迎合 VR/AR 的高圖像處理需求,而時脈方面亦提升到最高 1037MHz ,相對於 950 高上 15 % ,官方亦指出在電量應用效率方面將會提升 20%,而整體運算效能提升 40% 。

而面積方面 MaliG71 能做到 2160p30 HEVC 與 H.264 編碼與解碼,亦能做到 2160p60 HEVC
解碼,比起上一代 1080p 高一倍的規格,在圖像處理方面有明顯提升。

簡表對比 Qualcomm S835 、HiSilicon Kirin 960

Hisilicon Kirin 960 vs Qualcomm S835
型號Hisilcon Kirin 960Qualcomm S835
CPU 架構big.LITTLE 架構 2.4GHz 四核 ARM Cortex-A73 + 1.8Hz 四核 ARM Cortex-A53四核2.45GHz + 四核 1.8GHz
指令集ARMv8-AARMv8-A
GPUARM Mali-G71MP8

1037MHz

Adreno 540 (OpenGL ES 3.2, OpenCL 2.0 full,

Vulkan, DX12)

RAM2x 32-bit LPDDR4 @ 1866MHz

29.9GB/s

2x 32-bit LPDDR4 @ 1866MHz

29.9GB/s

制程TSMC 16nm FFC10 nm FinFET LPE (Samsung)
記憶體UFS 2.1UFS 2.1
網絡Kirin 960 Integrated LTE

(Category 12/13)

DL = 600Mbps

4x20MHz CA, 64-QAM

UL = 150Mbps

2x20MHz CA, 64-QAM

X16 LTE (download: Cat 16, up to 1000 Mbit/s; upload: Cat 13, up to 150 Mbit/s)
ISPDual 14-bit ISP14-bit Qualcomm Spectra 180 IS

引用來源:AnandtechWikiPedia

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