華為時隔6年發表自研新晶片!麒麟9050 Pro打機超順 剪4K片快40%

撰文:中關村在線
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看9月7日這場華為發布會,原本最容易想到的主角,是HarmonyOS 7和Mate XT 2非凡大師。三摺疊怎麼變、系統又多了什麼功能,已經足夠聊上一陣。

沒想到,麒麟9050 Pro的亮相又帶來了一份意外。繼Mate 40全球發布會之後,華為時隔六年再次在旗艦發布會上展開介紹一顆全新麒麟晶片,而且這次拿出的內容,相當值得細看。

繼Mate 40全球發布會之後,華為時隔六年再次在旗艦發布會上展開介紹一顆全新麒麟晶片。(HUAWEI)

單核峰值性能提升24%、多核併發性能提升52%、渲染性能提升142%,這些數字當然吸引眼球。不過,看完之後,我更在意的是它們背後的幾項變化:CPU為什麼分成這麼多種核心,GPU為什麼要同時增加緩存,一個300億參數的模型又是怎麼放進手機的。把這些問題串起來,我們或許就能一瞥麒麟9050 Pro的真實成色。

麒麟9050 Pro(微博@科技密碼)

邏輯摺疊:找條近路,自然能超車

先聊最有新鮮感的邏輯摺疊。這個名字聽上去有點抽象,其實出發點很容易理解:晶片裏的計算單元除了自己幹活,還要不斷交換數據。單元本身再快,如果訊息總要繞遠路,整體效率也會被拖住。就像兩個人配合做事,各自手腳都很利索,卻要頻繁跑到另一棟樓取材料,時間還是會耗在路上。

麒麟9050 Pro的做法,是把電路安排到垂直堆疊的不同層,再用密集的層間連接把它們接起來。(HUAWEI)

麒麟9050 Pro的做法,是把電路安排到垂直堆疊的不同層,再用密集的層間連接把它們接起來。原來在平面上隔得較遠的單元,可以通過重新佈局縮短往返距離。這裏的「摺疊」,可以理解為把原本鋪開的工作區重新安排成立體空間,讓經常交流的部分靠得更近。

少走一些路,為什麼就能更快?因為晶片內部的線路也有電阻和寄生電容,信號切換需要完成充放電。縮短關鍵線路,有機會減小這些負擔,減少信號傳遞所需的時間。所以,邏輯摺疊並非只是在有限空間裏多塞一些晶體管,它同時在調整這些晶體管之間的關係。

從觀察晶片發展的角度看,這一點值得關注。過去大家討論性能升級,往往很快就落到「幾納米」上。製程當然重要,但一顆晶片最終能發揮多少能力,還與架構、佈線、存儲和封裝有關。邏輯摺疊讓這些不太容易被消費者看見的環節,重新走到了台前。

今年5月提出的韜(τ)定律,也可以沿着這個思路理解:把關注點進一步放到完成任務所需的時間上,通過電路和系統設計減少等待。它給出的啟發很實際——在繼續推進器件微縮的同時,還可以想辦法讓現有的計算資源配合得更好。

【延伸閱讀】華為τ定律顛覆半導體 晶片不靠縮小密度達1.4nm 帶你拆解黑科技(點擊連結看原文)

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當然,立體佈局本身也會帶來新的難題。層間連接要足夠緊密,供電和散熱也得跟上,不能省下了傳輸時間,卻讓熱量更難散出去。因此,邏輯摺疊的價值要靠設計、製造和封裝共同兌現。把它理解成一條值得繼續探索的技術路線,比急着為摩爾定律宣佈結局,更接近這顆晶片真正值得討論的地方。

CPU:超線程落地,榨乾性能潛力

再看靈犀CPU。單核峰值提升24%,多核併發提升52%,後者的增幅明顯更大。對手機來說,這種變化很有現實意義。我們平時很少只讓它做一件事:前台刷着內容,後台可能還在下載文件、處理消息,開起視像會議之後,事情就更多了。

靈犀CPU單核峰值提升24%,多核併發提升52%,後者的增幅明顯更大。(HUAWEI)

麒麟9050 Pro採用1顆大核、2顆性能大核、4顆能效大核和2顆小核的組合,另外還有低功耗微核負責部分待機任務。光看名字,確實容易覺得複雜。簡單說,這套配置給系統準備了更多檔位:急着完成的重任務用更強的核心,持續運行的交互任務兼顧效率,熄屏顯示之類的工作則儘量少耗電。

超線程則是在另一處挖潛。CPU運行一條線程時,可能因為等待數據,暫時有一些執行資源閒着。超線程讓同一物理核心有機會處理更多線程,利用這部分空閒能力。可以把它想成等材料的間隙順手推進另一項工作,前提是兩件事不要處處爭搶同一套工具。

所以,相比一次跑分又多了多少,CPU升級更值得期待的結果,是複雜場景下少一點忙亂:切回應用時不必停一下,開着會議再查資料也能及時響應。尤其放在三摺疊上,屏幕容得下更多窗口,處理器就要接得住更多同時發生的操作。這是多核能力和系統調度真正有用武之地的地方。

GPU:緩存翻倍值得關注

馬良GPU的渲染性能提升142%,是這次參數裏很顯眼的一項。它的計算單元與緩存同時翻倍,這個組合比單獨增加計算單元更值得留意。因為渲染一幀畫面,需要反覆讀取紋理、幾何訊息和中間結果,計算資源增加了,數據也要及時送到。

馬良GPU的渲染性能提升142%,是這次參數裏很顯眼的一項。(HUAWEI)

緩存可以理解成計算單元手邊的材料台。經常要用的東西放在附近,就不用一次次跑去較遠的倉庫拿。緩存變大,有機會留下更多可重複使用的數據,減少對外部記憶體的訪問。它既幫助計算單元少等一會兒,也能減少數據來回搬運的開銷。

這也是看GPU升級時容易忽略的一點:堆上更多計算單元,並不自動等於它們能一直滿負荷工作。算力、緩存和記憶體訪問配合得好,新增資源才更容易發揮作用。麒麟9050 Pro同時補強兩端,至少在設計思路上,考慮到了這個問題。

光追硬加速則更容易對應到畫面上。光線追蹤要計算光線如何與物體相交,再處理反射、陰影等效果,用專門硬件承擔其中的重複工作,可以減輕通用計算資源的壓力。麒麟9050 Pro支持5000萬線實時光追,為適配遊戲提供了更複雜的光照表現。

GPU的用途也不只限於遊戲。多軌道影片裏的畫面合成、特效和預覽,同樣需要它參與。Mate XT 2的4K影片導出速度提升40%,就對應了另一類更容易感知的收益:如果經常在手機上處理素材,少等一段導出時間,有時比偶爾看到一次漂亮的光追反射更實用。

NPU:300億參數進手機

達芬奇架構NPU這一部分,最抓人眼球的是端側MoE全模態大模型:總參數300億,激活參數20億。兩個數字放在一起,難免讓人疑惑,既然有300億,為什麼只用20億?這恰好是混合專家架構值得聊的地方。

達芬奇架構NPU這一部分,最抓人眼球的是端側MoE全模態大模型:總參數300億,激活參數20億。(HUAWEI)

可以把模型想成一個分工不同的團隊。每次處理輸入,由路由機制挑選一部分「專家」參與,不需要讓所有成員一起上場。這樣,模型保留了較大的整體容量,每次實際參與計算的部分又相對較小。對功耗和算力都比較緊張的手機,這是很有吸引力的取捨。

但「少算一些」不等於其餘參數可以消失。整個模型仍然需要被存儲和管理,運行時的數據也得及時送到NPU。因此,這次提到的多級存算協同優化,同樣是重點。它要處理的不只是算得快不快,還有模型怎麼放、數據怎麼取,以及怎樣減少反覆搬運。

從產品角度看,我覺得端側AI最值得期待的,是讓一些原本依賴聯網的操作變得更直接。比如圖庫整理,相關分析能在本地完成,網絡不好時也可以繼續,不必為了一個簡單任務等雲端回應。這類變化可能不如演示一段長篇對話熱鬧,卻更容易進入日常使用。

寫在最後

將上面提到的各個模塊放在一起,麒麟9050 Pro給人的感覺就清楚了:它在增加計算資源,也在想辦法讓數據少繞路,讓不同任務分配得更合理。邏輯摺疊、CPU調度、GPU緩存和端側模型運行,看起來是幾件不同的事,最終都關係到晶片裏的資源能不能用得更充分。

這次意外亮相最讓人有興趣繼續追下去的,是華為把晶片怎麼繼續往前做這件事,講出了更多具體內容。邏輯摺疊能挖出多少空間,新的計算和存儲配置能否轉化成體驗,都值得我們長期觀察。

【本文獲「中關村在線」授權轉載。】