解析ARM Cortex-A77 華為是否能用上 問題都不大
這幾天由於華為事件的熱度，相信大家對於處理器IP供應商ARM有了更多的了解， 也對移動端處理器的底層架構有了一定的了解。5月27日，ARM又正式發布了全新的CPU內核Cortex-A77和GPU內核Mali-G77 GPU。相信大家看了這個消息最關切的問題便是，這次升級幅度怎麼樣？對於一直採用公版架構的華為麒麟來說，此次升級是否能夠用得上？帶著這些問題，我們一起來分析分析。
Cortex-A77 ——官方堆料
從蘋果一直以來的A系列晶元，到三星自研Exynos 系列中的M系列大核心，再到高通驍龍855的魔改A76核心，我們很明顯可以看到一個晶元的發展趨勢，那就是越來越強調單核心性能。蘋果是一直以來都看到了單核運算的重要性，所以A系列晶元一直以來都有著傲視群雄的單核性能。而安卓陣營算是中途走過一段彎路，更強調往多核心多線程發展，但事實證明目前的絕大多數應用場景對雙核以上的多核心優化並沒有支持到位。於是三星從第三代貓鼬自研架構便開始瘋狂堆料大核，華為麒麟980也開始強調大中小三叢結構，高通驍龍855更是專門做了一個高頻的超大核。自此，智能手機市場手機晶元的競爭回歸理性，不再強調核心數的多少，而是真正在意起了對用戶體驗提升更有幫助的單核性能。
Cortex-A77便是在這樣大環境下的產物，來自ARM的單核心堆料，Cortex-A77註定會是超大核心的存在。ARM在Cortex-A77的內部做了非常多的升級，包括提升運行帶寬、採用6發射、引入MOP（Macro-Op，宏操作）緩存等等，總之是通過增強微架構的方法進一步增加IPC（CPU 每一時鐘周期內所執行的指令多少）。在頻率和製程都沒辦法突破的時候，增加IPC性能是最直接增加處理器性能的方式。三星Exynos的貓鼬架構被稱為「安卓之光」其實就是因為它自研的方向就是無情的堆料大核心的IPC，把單核心性能懟到了蘋果A系列水平。當然，蘋果的A系列晶元一直以來IPC都是非常高的，這也是為何A系列處理器雖然頻率不高，但性能卻一直比其他處理器要高的原因。Cortex-A77相比Cortex-A76在頻率不變，並且同為ARM V8.2的指令集情況下要做到性能提升，只有提升IPC。
實際的性能表現方面，來自ARM官方的數據顯示，Cortex-A77在7nm製程、3.0GHz的頻率下會相比此前的Cortex-A76有20%的性能提升。特別是在浮點性能方面，Cortex-A77已經超過了蘋果A11晶元。這樣的性能表現也符合ARM對於大核心升級的預期，提升超過20%。
但是問題來了，ARM的新核心在PPT中雖然看起來十分的強悍，但是作為移動設備處理器最重要一個指標它卻沒有明確的表示，那就是功耗。不考慮功耗的性能升級都是耍流氓，但ARM這次似乎為了完成自己20%的性能提升，還真耍了個流氓。ARM表示，Cortex-A77維持了Cortex-A76的能效。這句話就已經說明了Cortex-A77在性能升級的同時功耗也會提升，並且Cortex-A77的晶元面積也比Cortex-A76要大16%。一個面積更大，功耗更高的晶元有20%性能升級其實是一件理所應當的事情。當然，也不能說Cortex-A77沒有升級，畢竟內部微架構改進還是非常多，並且確定是會對體驗有幫助的。但如果你要說Cortex-A77的升級非常大，那私以為並沒有。
Mali-G77 ——彌補短板
由於篇幅有限，對於GPU我們簡單講一講。公版GPU一直以來的表現其實都很平庸，相比起蘋果自研GPU和高通Adreno系列GPU來說，在性能和能效方面表現都屬於比較差的。此前的Mali-G76其實已經算是有很大的升級了，但仍然與同代的高通AdrenoGPU有差距。
此次的Mali-G77升級幅度也不小，基於新的 Valhall 架構，能效和性能密度提升了30%，性能可以做到比上代提升40%，機器學習性能更是提升了60%。嚴格來說，這才是架構提升應該有的水平，提升能效同時提升性能，或者在這其中二選一。可能在近兩年的時間裡，處理器晶元的製程工藝不會有大的提升，會維持7nm工藝，Mali-G77能夠做到同工藝下能效提升，已經算很大的進步了。當然，作為對手的高通肯定不會坐以待斃，下一代Adreno GPU肯定也會有所提升，所以Mali-G77的升級可以看做不是要跟對手比，就純粹是彌補自身的短板。
目前採用Mali-G系列GPU的頂級廠商其實也就華為和三星，Mali-G系列GPU一直需要廠商做選擇，是低頻多核還是少核心高頻率。三星選了前者，華為選了後者，最終的性能是核心多的三星表現更好，能效方面其實還是沒有太多差別。Mali-G77的發布將會讓採用公版架構的廠商有了更多的選擇，以面對未來越來越多吃硬體的手機遊戲。
華為能否用上新的架構其實都問題不大
基於上面的分析，相信大家也對此次ARM新內核的升級有所了解了，對於大家關心的華為是否能用上，其實答案已經很明顯。CPU是有大概率可以用上的，因為Cortex-A77還是採用的ARMv8-A(8.2)的指令集，這是華為已經獲得了永久授權的。基於去年麒麟980首發ARM最新架構的情況來看，今年麒麟990還是有可能首發的。晶元的研發、設計、量產周期其實非常長的，麒麟下一代晶元早在禁令之前便已設計完成，以華為海思和ARM的關係，提前拿到新架構並且開始自己的晶元設計是很正常的事情。
我們退一步說，假設華為沒有拿到Cortex-A77的首發，通過我們上面的分析，可以知道ARM此次也並沒有對底層做太多改進，主要就是推料。基於華為已經有對ARM架構改進的能力，我們有理由相信華為海思也可以自行堆料。如果海思麒麟馬上要發布的晶元不是基於Cortex-A77的內核，那麼也必然是改進了此前Cortex-A76內核的產品。嚴格來說，ARM內核PPT上面的頻率至今無人能達到，手機上的設計也不允許這樣的功耗。所以公版架構的升級其實真正放到智能手機里，提升幅度會小一些。我們也相信海思有能力自己將晶元提升到這樣的程度。這樣想來，新不新架構其實也沒那麼重要。
不過GPU方面是比較麻煩的事情，畢竟這原本就是華為的弱項，雖然有GPU Turbo加成，但絕對性能擺在那兒，高不上去。如果沒有拿到Mali-G77升級，華為如何提高GPU方面的性能其實會是一個難題。如果海思能拿出GPU方面的修改能力，那麼這個問題將迎刃而解。如果暫時還沒辦法用新GPU的話，沿用以前的GPU方案在配合華為一系列軟體優化，還是能達到夠用的水平。
所以華為粉絲先放寬心，等待9月左右的下一代麒麟晶元發布。說不定有驚喜用上了新架構，就算沒有，應該也不會太差。
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