11月6日， MediaTek發布新一代旗艦移動SoC——天璣9300。這顆芯片自曝光開始，就受到了非常大的關注，因為它是目前唯一一顆采用全大核CPU IP的SoC。

 

正如大家預想的那樣，全大核架構為天璣9300帶來非常好的性能表現，CPU峰值性能相較上一代提升 40%，GPU峰值性能提升46%。反常識的是，它的功耗并沒有外界想象的會很高，在相同性能下大幅降低，CPU功耗降低33%，GPU降低40%。

單就目前天璣9300工程機的表現，性能和能效均明顯優于競品，這還是在4nm制程下做到的。如此讓人意外的表現不禁讓人重新思考未來移動SoC的發展趨勢。

堆制程還是堆核心？

芯片制程和核心數量并非對立，移動SoC在單雙核時代時，性能的提升取決于核心頻率，更高的頻率往往能帶來的更高的性能。但隨著制程進步，SoC得以塞入更多的核心，大幅提升性能。

與之相對的，SoC的功耗也隨之提升，這也是為何四核乃至如今八核，都需要保持相對理性的核心頻率，控制發熱。

 

時間進入2020年后，得益于先進制程和全新芯片架構，Cortex-X超大核登上舞臺，為了更好控制多核頻率、調度、發熱，也帶來了1+3+4三叢集芯片設計，天璣9000、天璣9200、第二代驍龍8等旗艦平臺都遵循這一設計原則。

這種設計的優勢在于能大幅度提升峰值性能，讓手機廠商制定更為靈活的性能調度策略，比如玩游戲時保性能，日常使用保功耗。不足也有，就是超大核很難發揮真正的性能。

我們在測試手機性能時，發現很有意思的想象，作為性能最強的核心，超大核往往只有在大核性能不夠時出來“救場”，瞬間提高頻率填補性能缺口。而在性能足夠時，超大核基本都在低頻運行，比如維持在800MHz這樣的低頻率上。

 

游戲手機的頻率調度

因為讓超大核作為性能輸出主力或者輸出更多的性能，那么整顆SoC的功耗和發熱會很難控制，只有支持主動散熱的游戲手機敢使用這么生猛的調度。

但在這個過程中，大家也發現一個很有意思的事情，就是認知中功耗相對較低的小核，實際在高負載下的功耗并沒有比大核，甚至超大核好多少。即便對比大核，在同等性能上，超大核的能效反而能表現得更好。另外，之前保留小核，一部分原因是為了兼容32位應用。

如今安卓生態基本完成64位轉型，再考慮到超大核更好的性能和能效，那么有沒有一種可能，即放棄小核，就用超大核和大核構建一個全大核CPU架構，去實現更強的多線程處理能力，更激進的性能釋放。

MediaTek很快就開始規劃，而此時距離首款全大核架構SoC——天璣9300發布只有3年時間。

 

天璣9300配有四個Cortex-X4超大核，其中一個運行在3.25GHz的高頻，另外三個跑在2.85GHz，加上四個Cortex-A720大核，頻率僅有2.0GHz。從頻率區分來看，這顆SoC依舊遵守三叢集原則。

其中3個X4超大核保持較低頻率，但因為架構新，這個頻率依舊能輸出非常強的性能，頻率最高的那顆調用率有限，保證高性能的同時，還能有高能效。四個Cortex-A720大核壓低主頻當成能效核心來用。這樣的規格讓天璣9300擁有驚人的227億晶體管規模，高于A17 Pro的190億。

 

除此之外，天璣9300的GPU架構升級到Immortalis-G720，12核心，頻率較天璣9200+的1.15GHz小幅提升。但正如全大核CPU，GPU的性能輸出同樣控制得非常精妙，兼顧性能與功耗。

值得注意的是，天璣9300是在ARM公版架構設計下實現的。如今凡是有涉足芯片設計、制造的企業都在通過自研、收購等多種方式追求高度的自主化。MediaTek作為ARM公版IP唯一買家，兩者的聯合在一定程度上成為了必然，彼此抱團才有希望在激烈的競爭中脫穎而出。

另外一點是得到了臺積電的支持。天璣9300使用的是第三代4nm制程工藝，在漏電方面做了特調，能領先競爭對手半代到一代左右。另外在沒有使用最新的3nm制程的前提下，都能在性能和能效上取得如此大的進步，側面說明MediaTek和ARM在IP優化上花費了不少功夫。

 

先進制程在SoC制造中依舊發揮著非常重要的作用。但天璣9300的存在說明，除了繼續探索制程，堆大核，堆核心數量也是一種可取的做法，例如第三代驍龍8的大核數量就增加到5個。

天璣9300還有個更重要的意義——打通芯片創新產業鏈。天璣9300要實現全大核架構，不僅要MediaTek充分發揮自己在芯片設計的功底，還需要芯片IP、晶圓廠、OEM廠商的長期的鼎力支持，實現芯片從設計到落地的完整鏈路，最終產業聯合的生態化反，為之后移動SoC創新和落地起到了很好的示范。

面向未來的全大核架構

目前網上已經很多有關天璣9300的性能測試，實測安兔兔跑分可達220萬分以上，CPU單核2209分，多核7640分。如果對比天璣9200+，單核成績提升4.1%，多核33.2%。GPU在1080P曼哈頓離屏中，對比天璣9200則提升49.2%，幅度之大讓人驚喜。

 

在CPU、GPU測試中，天璣9300提升非常大。不止這些基準項目，其他方面提升也很大，比如AI，這也是天璣9300的核心亮點之一。

天璣9300集成 MediaTek 第七代 AI 處理器APU 790，也就是常說的NPU。在主芯片中為AI設置一個單獨的分區，是目前比較主流的做法，在蘋果的A17 Pro、華為的麒麟9000S上都能看到這樣的設計。

 

實際上，每一代天璣9000系列SoC都將AI算力作為升級重點，到AI大模型爆發的今天終于迎來了質變。天璣9300的APU支持10億、70億、130億，最高330億參數的端側AI大模型語言，以及Meta LIama 2、百度文心一言大模型、百川大模型等前沿主流 AI 大語言模型。

值得注意的是，這顆SoC能具備這么強的端側AI算力，離不開全大核架構的性能支持。NPU本質是一顆協處理器，它需要CPU和GPU提供足夠的性能支持，這是影響生成式AI在端側生成速度的重要因素。

 

換句話說，天璣9300的全大核架構CPU，和高性能GPU為端側AI生成提升了非常堅實的性能保障。過去需要服務器支持AI大模型，現在消費者在搭載天璣9300的終端上，就能體驗到它的簡易版本，這對提升用戶體驗和更新終端交互上，都是一次重要的變革。

暫且還不知道AI大模型在端側落地會為我們帶來什么，但可以確定的是，天璣9300已經站在時代浪潮的前方。

寫在最后

總體而言，天璣9300目前在工程機上的表現堪稱驚艷。如果實裝到量產手機上，還能保持這樣的水平，那么天璣9300不僅是全大核架構CPU一次有益的嘗試，也會后來者定了一個標桿，讓業界嘗試全大核架構有更大的信心。

如果這條路子能走通，天璣9300率先帶來的全大核架構很有可能會成為移動SoC發展的新思路，進一步推動行業發展和更強性能的終端落地。