0
又到了每年底手機旗艦SoC亮相的重要時刻，近幾年風頭正盛的聯發科技拿出的最新旗艦產品說天璣9300，采用了獨特的全大核CPU架構，讓人有些意外，全大核架構實現了性能提升40%，功耗節省33%。
全大核CPU架構之外，天璣9300的另一大亮點就是AI，在終端側運行10億、70億、130億、最高可達330億參數的AI大語言模型。
GPU的升級性能相比上代有46%的提升，有第二代硬件光線追蹤引擎。
聯發科技最新的臺積電第三代4nm，集成227億晶體管的天璣9300，首發將是vivo X100系列手機，OPPO Find X7系列手機也會率先搭載。
勇闖CPU全大核時代
從大小核的設計轉變為全大核的設計是一個有趣的變化。
手機業界提出大小核的設計，是為了兼顧性能和功耗的平衡，讓大核滿足高性能的需求，小核高能效完成任務，此后還進一步演化出了分工更為明確的超大核+大核+小核的CPU架構。
從這個角度來說，全大核是反其道而行之。
MediaTek資深副總經理暨無線通信事業部總經理徐敬全是這樣解釋全大核設計的原因，“現代APP設計復雜，運算需求超過以往，為了迎接現代和未來與日俱增的移動計算力需求，開創性設計了天璣9300的全大核CPU架構。”
這是從應用維度的解釋，從技術維度聯發科技也解釋了這種做法的合理性。
聯發科技無線通信事業部產品規劃總監張耿豪表示，進入先進制程時代，漏電電流的增大無可避免，導致過去芯片上節能的小核在功耗表現上并沒有比大核好多少。這個問題會在后續的發展中越來越嚴重，這也是促使聯發科技在天璣9300上砍掉CPU上的“小核”，通過打造更強，更高效地完成任務的“全大核”處理器的重要原因。
天璣9300的CPU架構是1個3.25GHz的Cortex-X4 核心+ 3個2.85GHz的Cortex-X4核心 + 4個2.0GHz的Cortex-A720核心。
天璣9300 CPU架構
與聯發科技上一代天璣9200的一個3.05GHz的Cortex-X3核心 +3個2.85GHz的A715核心 +4個1.8GHz的A510核心相比，這種變化顯而易見。
天璣9200 CPU架構
“全大核架構雖然是一個革新，但也不是完全從零到有。因為另一家手機芯片大廠蘋果之前就有相似的概念，其A系列芯片的小核雖然也叫‘小’，但事實上它并不小，而是比一些安卓芯片的的大核還要再大一點。”張耿豪進一步解釋。
全大核的設計可以帶來大幅性能提升，實驗室實測數據，天璣9300在Geekbench 6中的CPU多核性能跑分在7500-8000分左右，超越了今年蘋果發布的A17 Pro以及高通最近發布的第三代驍龍8。
按照常規理解，性能高會帶來非常大的功耗挑戰，但聯發科給出的數據給人驚喜，在日常使用場景中，天璣9300的功耗降低了最高30%，在日常瀏覽、短視頻類應用中功耗也降低了10%左右。
對于如何做到全大核高性能低功耗，徐敬全在發布會上的解釋是迅速啟動和休眠大核。
這背后采用的是CPU處理器執行中的亂序執行(out-of-order)，亂序執行就是CPU在執行指令的時候不按程序指定的順序執行，能夠帶來的好處是減少阻塞，提升處理器的執行效率，但對外表現的行為還是和順序執行的處理器一樣，能效更高。
“這不是一個簡單的事情。”張耿豪說，“這必須要把端到端、硬件到軟件到系統都串在一起。其中很多很深度的事情底層甚至需要跟所有的生態鏈一起去完成。為此，聯發科正在聯手上游的合作伙伴谷歌，針對8大核的架構，在安卓AOSP上面調優。”
對于全大核的設計，很難僅僅憑借聯發科技給出的評測數據就判斷這是一個正確且有效的突破，我們需要等待搭載天璣9300的手機上市之后的表現再下結論。
并且即便走在正確的道路，也會面臨很多困難，這是需要端到端的優化，對聯發科技來說是更大的挑戰。
vivo在天璣9300發布會上對全大核CPU架構的支持態度多少增加了一些對于這種架構革新的信心。
押注端側生成式AI時代
天璣9300的眾多升級中，與全大核CPU一樣亮眼的是端側大模型。為了滿足大模型時代的需求，天璣9300搭載的聯發科技第七代APU 790整數運算和浮點運算性能是上一代的2倍，功耗降低了45%。
徐敬全介紹，APU 790是專門為生成式AI設計，其內置硬件級生成式AI引擎，邊緣AI計算性能和安全性均有提升，還專門針對常用的Transformer模型進行了算子加速，處理速度是上一代的8倍，可以在1秒內完成常見的AI文生圖功能。
同時，為了解決AI計算中的內存占用問題，聯發科技研發了混合精度INT4量化技術，結合自研的內存硬件壓縮技術NeuroPilot Compression，提升了內存帶寬的利用效率，同時減少了AI大模型對終端內存的占用，讓手機可以更順暢地跑各類生成式AI應用，支持終端運行10億、70億、130億、最高可達330億參數的AI大語言模型。
另外，APU 790 還支持生成式AI模型端側“技能擴充”技術NeuroPilot Fusion，可以基于基礎大模型持續在端側進行低秩自適應（LoRA，Low-Rank Adaptation）融合，讓基礎大模型更加全面的能力。
這些技術特性足以看出聯發科技對于端側生成式AI技術的重視，但AI的繁榮也需要豐富的額軟件生態。
“MediaTek的AI開發平臺NeuroPilot構建了豐富的AI生態，支持Android、Meta Llama 2、百度文心一言大模型、百川智能百川大模型等前沿主流AI大模型，完整的工具鏈助力開發者在端側快速且高效地部署多模態生成式AI應用，為用戶提供文字、圖像、音樂等終端側生成式AI創新體驗。”徐敬全表示。
聯發科技在天璣9300的發布會現場展示了與合作伙伴合作的眾多AI應用，包括生成式AI圖生GIF動圖表情包，手機端運行Stable Diffusion文生圖。
雷峰網(公眾號：雷峰網)了解到，聯發科技展示的Stable Diffusion文生圖的大小是512×512的分辨率，至于時間聯發科技員工只是表示小于1秒是關鍵的時間，但因為在不同的模式下生成圖片的精細度時間不同，沒有強調極限時間。
GPU支持光線追蹤，但普及尚需時日
除了全大核CPU和NPU的升級，天璣9300其它方面的升級略顯常規。
雖然天璣9300的GPU采用了12核GPU Immortalis-G720，與上一代相比，峰值性能提升46%，相同性能下功耗節省40%。并且在聯發科技第二代硬件光線追蹤引擎的支持下，能夠支持60FPS高流暢度的光線追蹤，并帶來游戲主機級的全局光照特效。
但PC端和游戲主機的光線追蹤都還沒有普及，在手機端普及的挑戰更大，普通游戲玩家短期內不容易感受到巨大的變化。
不過聯發科還是在推動移動端光線追蹤GPU技術的發展和普及，和大量的合作伙伴合作。
聯發科技特有的MAGT游戲自適應調控技術升級為“星速引擎”，不僅與游戲應用廣泛合作，還將拓展更多類型應用的生態合作。
其它升級
ISP：天璣 9300的ISP影像處理器Imagiq 990，支持AI語義分割視頻引擎，可進行16層的圖像語義分割，對捕捉到的畫面色彩、紋理、噪點以及亮度進行實時逐幀優化，使得視頻錄制的畫面更明亮、銳利且細節更豐富。
移動顯示：天璣9300集成了MediaTek MiraVision 990移動顯示處理器，支持 180Hz WQHD 和120Hz 4K顯示，以及折疊屏形態的終端設備雙屏顯示。
音頻降噪：支持3個麥克風高動態錄音降噪，全方向的高動態收音能力，加上先進的噪聲分離技術，可以有效過濾風噪等環境噪音，提供更加純凈的HDR立體聲錄音體驗。
無線連接：天璣 9300支持Wi-Fi 7，最高理論峰值速率可達6.5Gbps，同時搭載MediaTek特有的Wi-Fi 7增強技術，借助MediaTek Xtra Range2.0 技術，Wi-Fi 7的室內覆蓋可增加4.5米，并大幅提升設備間的數據傳輸速度。天璣9300最高可支持3個藍牙天線，特有雙路藍牙閃連技術，帶來超低時延的藍牙音頻體驗。
5G通信：集成5G調制解調器，支持 Sub-6GHz 四載波聚合（4CC-CA）和多制式雙卡雙通，搭載MediaTek 5G UltraSave 3.0+省電技術，可大幅降低 5G 通信功耗。天璣9300將5G與AI融合，支持情境感知功能。
數據安全：天璣 9300集成雙安全芯片。
內存支持：率先支持 LPDDR5T 9600Mbps 內存。
雷峰網原創文章，未經授權禁止轉載。詳情見轉載須知。
