解析ARM新架构Cortex-A77 华为是否能用上 问题都不大

作者
kale.W
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这几天由于华为事件的热度，相信大家对于处理器IP供应商ARM有了更多的了解， 也对移动端处理器的底层架构有了一定的了解。5月27日，ARM又正式发布了全新的CPU内核Cortex-A77和GPU内核Mali-G77 GPU。相信大家看了这个消息最关切的问题便是，这次升级幅度怎么样？对于一直采用公版架构的华为麒麟来说，此次升级是否能够用得上？带着这些问题，我们一起来分析分析。

Cortex-A77 ——官方堆料

从苹果一直以来的A系列芯片，到三星自研Exynos 系列中的M系列大核心，再到高通骁龙855的魔改A76核心，我们很明显可以看到一个芯片的发展趋势，那就是越来越强调单核心性能。苹果是一直以来都看到了单核运算的重要性，所以A系列芯片一直以来都有着傲视群雄的单核性能。而安卓阵营算是中途走过一段弯路，更强调往多核心多线程发展，但事实证明目前的绝大多数应用场景对双核以上的多核心优化并没有支持到位。于是三星从第三代猫鼬自研架构便开始疯狂堆料大核，华为麒麟980也开始强调大中小三丛结构，高通骁龙855更是专门做了一个高频的超大核。自此，智能手机市场手机芯片的竞争回归理性，不再强调核心数的多少，而是真正在意起了对用户体验提升更有帮助的单核性能。

Cortex-A77便是在这样大环境下的产物，来自ARM的单核心堆料，Cortex-A77注定会是超大核心的存在。ARM在Cortex-A77的内部做了非常多的升级，包括提升运行带宽、采用6发射、引入MOP（Macro-Op，宏操作）缓存等等，总之是通过增强微架构的方法进一步增加IPC（CPU 每一时钟周期内所执行的指令多少）。在频率和制程都没办法突破的时候，增加IPC性能是最直接增加处理器性能的方式。三星Exynos的猫鼬架构被称为“安卓之光”其实就是因为它自研的方向就是无情的堆料大核心的IPC，把单核心性能怼到了苹果A系列水平。当然，苹果的A系列芯片一直以来IPC都是非常高的，这也是为何A系列处理器虽然频率不高，但性能却一直比其他处理器要高的原因。Cortex-A77相比Cortex-A76在频率不变，并且同为ARM V8.2的指令集情况下要做到性能提升，只有提升IPC。

实际的性能表现方面，来自ARM官方的数据显示，Cortex-A77在7nm制程、3.0GHz的频率下会相比此前的Cortex-A76有20%的性能提升。特别是在浮点性能方面，Cortex-A77已经超过了苹果A11芯片。这样的性能表现也符合ARM对于大核心升级的预期，提升超过20%。

但是问题来了，ARM的新核心在PPT中虽然看起来十分的强悍，但是作为移动设备处理器最重要一个指标它却没有明确的表示，那就是功耗。不考虑功耗的性能升级都是耍流氓，但ARM这次似乎为了完成自己20%的性能提升，还真耍了个流氓。ARM表示，Cortex-A77维持了Cortex-A76的能效。这句话就已经说明了Cortex-A77在性能升级的同时功耗也会提升，并且Cortex-A77的芯片面积也比Cortex-A76要大16%。一个面积更大，功耗更高的芯片有20%性能升级其实是一件理所应当的事情。当然，也不能说Cortex-A77没有升级，毕竟内部微架构改进还是非常多，并且确定是会对体验有帮助的。但如果你要说Cortex-A77的升级非常大，那私以为并没有。

Mali-G77 ——弥补短板

由于篇幅有限，对于GPU我们简单讲一讲。公版GPU一直以来的表现其实都很平庸，相比起苹果自研GPU和高通Adreno系列GPU来说，在性能和能效方面表现都属于比较差的。此前的Mali-G76其实已经算是有很大的升级了，但仍然与同代的高通AdrenoGPU有差距。

此次的Mali-G77升级幅度也不小，基于新的 Valhall 架构，能效和性能密度提升了30%，性能可以做到比上代提升40%，机器学习性能更是提升了60%。严格来说，这才是架构提升应该有的水平，提升能效同时提升性能，或者在这其中二选一。可能在近两年的时间里，处理器芯片的制程工艺不会有大的提升，会维持7nm工艺，Mali-G77能够做到同工艺下能效提升，已经算很大的进步了。当然，作为对手的高通肯定不会坐以待毙，下一代Adreno GPU肯定也会有所提升，所以Mali-G77的升级可以看做不是要跟对手比，就纯粹是弥补自身的短板。

目前采用Mali-G系列GPU的顶级厂商其实也就华为和三星，Mali-G系列GPU一直需要厂商做选择，是低频多核还是少核心高频率。三星选了前者，华为选了后者，最终的性能是核心多的三星表现更好，能效方面其实还是没有太多差别。Mali-G77的发布将会让采用公版架构的厂商有了更多的选择，以面对未来越来越多吃硬件的手机游戏。

华为能否用上新的架构其实都问题不大

基于上面的分析，相信大家也对此次ARM新内核的升级有所了解了，对于大家关心的华为是否能用上，其实答案已经很明显。CPU是有大概率可以用上的，因为Cortex-A77还是采用的ARMv8-A(8.2)的指令集，这是华为已经获得了永久授权的。基于去年麒麟980首发ARM最新架构的情况来看，今年麒麟990还是有可能首发的。芯片的研发、设计、量产周期其实非常长的，麒麟下一代芯片早在禁令之前便已设计完成，以华为海思和ARM的关系，提前拿到新架构并且开始自己的芯片设计是很正常的事情。

我们退一步说，假设华为没有拿到Cortex-A77的首发，通过我们上面的分析，可以知道ARM此次也并没有对底层做太多改进，主要就是推料。基于华为已经有对ARM架构改进的能力，我们有理由相信华为海思也可以自行堆料。如果海思麒麟马上要发布的芯片不是基于Cortex-A77的内核，那么也必然是改进了此前Cortex-A76内核的产品。严格来说，ARM内核PPT上面的频率至今无人能达到，手机上的设计也不允许这样的功耗。所以公版架构的升级其实真正放到智能手机里，提升幅度会小一些。我们也相信海思有能力自己将芯片提升到这样的程度。这样想来，新不新架构其实也没那么重要。

不过GPU方面是比较麻烦的事情，毕竟这原本就是华为的弱项，虽然有GPU Turbo加成，但绝对性能摆在那儿，高不上去。如果没有拿到Mali-G77升级，华为如何提高GPU方面的性能其实会是一个难题。如果海思能拿出GPU方面的修改能力，那么这个问题将迎刃而解。如果暂时还没办法用新GPU的话，沿用以前的GPU方案在配合华为一系列软件优化，还是能达到够用的水平。

所以华为粉丝先放宽心，等待9月左右的下一代麒麟芯片发布。说不定有惊喜用上了新架构，就算没有，应该也不会太差。

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