拿下10項全球第一！聯發科天璣9000到底有何過人之處？

2021 年 11 月 19 日
資訊
天璣9000, 聯發科

11月19日早上6點，聯發科面向全球媒體召開2021年度高管媒體會，正式發佈了2022年度旗艦5G SoC——天璣9000，並且帶來了10項全球第一，直接對標蘋果A15以及高通即將發佈的驍龍989，全力衝擊高端旗艦智能手機市場。

早在2019年11月，聯發科發佈旗下首款高端旗艦5G SoC芯片——天璣1000之時，在聯發科的傾力打造之下，天璣1000就曾一口氣拿下了十多個全球第一，成為了當時「全球最先進的旗艦級5G單芯片」，由此也開啟了聯發科進軍高端旗艦機市場的大幕。此後接連推出的天璣1000＋和天璣1200系列也在高端旗艦市場獲得了一定的成功，但是似乎並沒有達到聯發科的預期。

此次，聯發科並沒有按照以往的命名規則，將其2022年度旗艦5G SoC命名為「天璣2000」，而是直接採用了天璣9000的命名，這個命名跨度之大，也直接反應了天璣9000相比此前的天璣1000系列來說，性能提升之大！

這一次，天璣9000系列也直接拿下了十項全球第一！

●全球首款基於台積電4nm工藝的5G SoC

●全球首款採用Cortex-X2 CPU內核的5G SoC

●全球首款採用Mali-G710 GPU內核的5G SoC

●全球首款支持LPDDR5x 7500Mbps的5G SoC

●全球首款支持320MP攝像頭的5G SoC

●全球首款支持3-cam 3-exp 18bit HDR的5G SoC

●全球首款支持8K AV1視頻播放的5G SoC

●全球首款支持下行3 x 100MHz三載波聚合的5G SoC

●全球首款支持3GPP R16上行增強型的5G SoC

●全球首款支持藍牙5.3的5G SoC

下面，我們詳細的來對天璣9000進行解析。

全球首發台積電4nm工藝

聯發科天璣9000首發採用了台積電4nm（N4）工藝，該工藝是基於此前的台積電5nm（N5P）工藝的改進版。不過，台積電似乎並未具體公布過其N4工藝的相比前代具體的提升的指標。

不過，根據台積電近期公布的新的N4P工藝的指標顯示，N4P工藝相比最初的N5工藝可提升11％的性能或提升22％的能效、提升6％的晶體管密度，而對比N4可將性能提升6.6％。

簡單換算之下，可以得知N4工藝相比最初的N5工藝，大概有4%左右的提升。

另外，需要指出的是，N4是依然是屬於5nm家族，與此前的5nm有100%的IP相容性，使得客戶能夠沿用5nm工藝既有的設計基礎架構、加速產品的推出。

之前的信息也顯示，原本天璣9000似乎是計劃採用5nm工藝的，之後聯發科重新修正了產品線路圖，改成了最新的台積電4nm N4工藝。

需要指出的是，高通即將發佈的2022年度旗艦移動平台——驍龍898預計將會採用三星4nm工藝，不過按照三星以往的技術指標，其4nm工藝的實際效能大概與台積電的5nm N5P工藝相當。這也使得聯發科得以在芯片的工藝製程上相比驍龍898可以具有一定的優勢。

全球首發Cortex-X2超大核

在CPU內核方面，聯發科天璣9000全面升級了Arm最新推出的ARMv9指令集架構的CPU IP核，並全球首發採用了Arm Cortex-X2超大核。

根據Arm此前公布的數據，Cortex-X2相比於Cortex-X1整數性能提升了16%，機器學習性能則是其兩倍，是其性能表現最優的 Armv9 CPU，可跨高端智能手機和筆記本電腦。

具體來看，天璣9000的CPU採用了一顆主頻3.05GHz的Cortex-X2超大核、三顆主頻2.85GHz的Cortex-A710大核、四顆Cortex-A510效能核心。按照聯發科的說法，天璣9000的CPU性能相比目前的安卓旗艦（不清楚這裡指的是驍龍888），性能提升了35%，能效比提升了37%。

另外，天璣9000的CPU部分還配備了6MB的系統緩存和8MB的三級緩存，共計14MB的緩存設計，性能相比8MB的緩存設計提升了7%，帶寬的消耗減少了25%。

同時，天璣9000的14MB的緩存容量水平也已經達到了Intel筆記本CPU的級別。不過，這裡需要指出的是，根據Arm的資料，Cortex-X2的三級緩存容量的設計就是8MB，比Cortex-X1增大了一倍。

在具體的CPU單核性能方面，聯發科表示，天璣9000的Specint2k6的成績相比目前的安卓旗艦CPU高出了35%，GeekBench 5.0的成績相比目前的安卓旗艦CPU高出了10%。

在多核性能方面，天璣9000的GeekBech 5.0測試成績已經超越了2020年度旗艦級CPU（這裡應該指的是蘋果A14，其成績也確實在4000＋左右）的水平，達到了與2021年度旗艦CPU（這裡應該指的是蘋果A15）接近的水準。而目前的安卓旗艦（驍龍888）則更是被甩在了身後。

從主流的各類應用的啟動速度測試來看，天璣9000相比目前的安卓旗艦CPU要快16%-55%。

全球首發Mali-G710 GPU

天璣9000首發採用了Arm最新推出的Mali-G710 GPU。根據Arm的說法，Mali-G710是Arm有史以來性能最強的GPU，主要面向希望獲得更好、更長時間的娛樂體驗高端智能手機，可提供強大的圖形計算密集型體驗，如AAA級高保真度遊戲。

與上一代Arm Mali-G78 （ISO 工藝）相比，Mali-G710 在性能上提升了20%、能效提升了20% 和機器學習（ML）性能提升了35%。

天璣9000此次配備了10核心的Mali-G710 GPU，再加上台積電4nm工藝的加持，相比目前的安卓旗艦級處理器的GPU性能提升了35%，能效比也提升了60%。

需要指出的是，今年10月，聯發科推出基於Vulkan擴展的移動端光線追蹤SDK 解決方案，而基於Mali-G710 GPU的強大性能，天璣9000也將成為首款支持移動端光線追蹤遊戲體驗的5G SoC。

在具體的遊戲性能表現方面，基於流行的沙盒遊戲，在設置60幀/秒的畫質下，基於5G網絡運行24分鐘，可以看到，天璣9000與2021年度的智能手機旗艦處理器（蘋果A15）都只有在前4分鐘維持在了60fps，之後幀率就開始出現下滑，但是天璣9000的平均幀率表現要比後者更好。

另外在各類主流的遊戲測試當中，不論是設置120fps或90fps，天璣9000都能以最高幀率和質量運行。相比之下2021年度的旗艦處理器只能維持在60fps以上。

全球首發支持LPDDR5X 7500Mbps內存

今年7月，JEDEC固態技術協會發佈了針對「第 5 代低功耗雙倍速率」(LPDDR5)DRAM 存儲器JESD209-5B標準。作為針對 LPDDR5 標準的更新，其專註於性能、功耗和靈活性的改進，以及新增可選的 LPDDR5X 擴展規範。LPDDR5X旨在簡化體系結構和提供更高的帶寬，以支持5G增強通信性能，並服務從汽車到高分辨率增強現實/虛擬現實/AI邊緣計算等應用場景。

目前三星和美光都已推出了新的LPDDR5X內存。根據三星的介紹，其LPDDR5X內存採用了14nm工藝，功耗減少20%，速率可達8.5Gbps，比上一代產品LPDDR5的運行速度6.4Gbps約快1.3倍，同時最高容量可高達64GB。

根據聯發科的數據顯示，相比LPDDR5 5500Mbps，LPDDR5X 7500Mbps帶寬提升了36%，功耗降低了20%。

那麼性能更強、功耗更低的LPDDR5X對於智能手機來說，自然也能夠帶來更好的體驗以及更長的續航。

安兔兔跑分超100萬分

得益於台積電4nm工藝、Cortex-X2超大核、Mali-G710、LPDDR5X的加持，使得天璣9000的綜合性能有了非常大的提升。

正如之前網上曝光的那樣，天璣9000的安兔兔跑分超過1000000分，達到了創紀錄的1007396分（比之前曝光的1002220分還要高），這個得分即便是相比目前安卓陣營最強的基於驍龍888 Plus的手機的安兔兔跑分都要高出10萬多分。相近經過後續的優化之後，這一成績有望進一步提升。

另外，在天璣9000的整體功耗表現方面，聯發科給出的數據顯示，相比目前的安卓旗艦CPU，天璣9000在待機狀態下功耗可降低40%，在播放多媒體的狀態下功耗可以降低65%，在遊戲狀態下功耗可以降低25%。

APU 5.0來了

AI功能是近年來聯發科極為重視，也是一直持續發力的方向。在2019年天璣1000系列發佈之時，就搭載了全新的APU 3.0架構，首度採用了2個NPU大核+3個NPU小核+1個微小核的多核架構。憑藉APU 3.0帶來的AI性能上的提升，聯發科天璣1000也成功登上了當時蘇黎世理工學院的AI Benchmark第一名的寶座。

而此次發佈的天璣9000系列，跳過APU 4.0，直接用上了APU 5.0，這也反應了全新的APU 5.0所帶來的在AI性能上的巨大提升。

根據聯發科公布的數據顯示，天璣9000所搭載的APU 5.0擁有4個高性能NPU核心和兩個NPU小核，相比前代的APU 3.0來說，AI性能直接提升了400%，能效比提升了400%。