一文看懂兩款頂級芯片——蘋果A13打得過麒麟990嗎?
對于眾多科技粉來說,蘋果的秋季發布會就像一個節日,此次發布會之后,依然是預料之中的被刷屏。本次發布會除喜厭參半的浴霸攝像頭之外,另一個巨大的亮點就是蘋果 A13 處理器。
在發布會上,蘋果罕見地將自己的機器和華為 P30 Pro 進行對比,但是重點在于蘋果拿自己的上一代 A12 芯片“碾壓”了華為 P30 Pro,有網友用下面這張圖來調侃華為。
當然真實情況不是這個樣子,因為華為最新的麒麟 990 芯片尚無新機問世,而蘋果也只能拿“舊機”對比,這樣的比較讓輸的一方很不爽,贏的一方也感覺勝之不武。今天小編就帶大家一起來看看蘋果 A13 和麒麟 990 這兩款全球頂級芯片的差異,來一場公平對決。
麒麟 990 何其物?
首先我們來看看麒麟 990,麒麟 990 共有 4G 和 5G 兩個版本,其主要不同在于是否集成 5G 通信基帶,5G 版支持獨立組網和非獨立組網兩種通信方式,在全球走在前列,這是兩個版本最大的區別。以下是關于麒麟 990(5G)的一些資料,供各位讀者忽略(請直接跳過看下一段):
從工藝上來講,采用 7nm+ EUV 工藝制程,板級面積相比業界其他方案小 36%。這是世界上第一款晶體管數量超過 100 億的移動終端芯片,達到 103 億個晶體管,與此前的麒麟 980 相比晶體管增加 44 億個。CPU 方面,麒麟 990 5G 采用 2 個大核(基于 Cortex-A76 開發)+2 個中核(基于 Cortex-A76 開發)+4 個小核(Cortex-A55),與業界主流旗艦芯片相比,單核性能高 10%,多核性能高9%。GPU 方面,麒麟 990 5G 搭載 16 核 Mali-G76 GPU,業界主流旗艦芯片相比,圖形處理性能高6%,能效優 20%。NPU 方面,麒麟 990 5G 采用華為自研達芬奇架構 NPU,采用 NPU 雙大核 +NPU 微核計算架構,在人臉識別的應用場景下,NPU 微核比大核能效最高可提升 24 倍。
這些材料當然不可以全信,看文章和聽人說話一樣,不僅要聽對方說了什么,還要聽對方沒說什么,看一款芯片也當然不能只看官方宣傳畫。筆者以為,看一款手機芯片的優劣一般要從以下四個方面:1.通信,作為手機來講,打電話和可以隨時隨地使用移動網絡是一個主要因素;2.CPU 和 GPU 性能,性能是第一生產力,這一點不用哆嗦;3.架構,芯片架構是決定手機能耗和性能之間平衡的主要因素; 4.NPU,隨著人工智能的發展,AI 已經不再僅僅是云端的事情了,就像當年 GPU 的出現替代了一部分 CPU 的圖像處理功能,NPU 也即將成為下一個衡量指標,所以筆者在此將其列入。
第一, 通信,5G 通信方面,華為可以說是獨占鰲頭式的領先,有基站也有基帶,麒麟 990 搭載了 Balong 5G 基帶全球首發,但是同時也存在兩個問題,首先是全球 5G 商用還不成熟,中國作為 5G 領先國家,也僅僅是部分城市試點,目前三大運營商合起來試點城市也只有 26 個,并且這 26 個城市還要被三大運營商均分,買手機之前一定要確認自己所在城市是哪一家運營商的試點,對于大多數二三線城市來講,5G 是沒有必要的,其次,5G 由于基站建設尚不完備,5G 手機使用存在極大發熱問題,據筆者之前測試,當使用 5G 網絡下載時,手機發熱會急劇增加,手持即可明顯感覺到熱量的增加,5G 手機續航時間也會縮短為原來的 60%-70%。所以,從這兩方面來講,5G 目前并不是一個很好的選擇。
第二, 架構:對于架構來講,很多朋友很不重視,其實架構決定了一款手機在性能和功耗之間的平衡,手機需要考慮的是便攜性,一款需要隨身帶著充電寶的手機對于消費者來說是完全失敗的,這也是喬布斯當年放棄 x86 拍版 ARM 架構的主要原因,x86 架構雖然性能強悍,高功耗也讓眾多手機廠商耗不起。麒麟 990 和其上一代一樣采取了 Cortex-A76 架構,而 A77 早已經發布。對此華為表示,沒有用 A77 架構,是因為 A77 功耗太高,華為寧愿讓消費者擁有一部電池續航給力一點的手機,而不是將注意力全放在提升運行速度而犧牲了電池續航時間。另一方面,筆者以為:麒麟 990 因為采取了 5G 基帶,本身會極大地增加功耗,在加上 A77 的大功耗,對于華為手機來說簡直就是災難性地發熱,也促使其不得不選擇功耗更小的 A76 架構。
第三, 性能:從性能上來講,麒麟 990 微調了之前麒麟 980 的 4 大核 4 小核設計,采用 2 個大核(基于 Cortex-A76 開發)+2 個中核(基于 Cortex-A76 開發)+4 個小核(Cortex-A55),的設計,大核頻率為 2.86GHz 相比上一代 980 的 2.6GHz 高,中核 2.38GHz 較上一代低,小核頻率 1.95GHz 較上一代 1.8GHz 高,所以據筆者猜測這一代 990 在性能方面提升不大。按照華為發布會公布的數據,和高通驍龍 855 相比,單核性能提高 10%,多核性能提高9%,以下將會有詳細測試。
第四, NPU:麒麟 970 是全球首款的端側搭載 NPU 的移動處理器,當時是搭載寒武紀 1H 智能處理器,在華為 Mate20 上首發,獲得了十分驚艷的表現,在影像和文字處理方面有很多黑科技面世。兩代之后在麒麟 990 中,華為改用了自研的達芬奇架構,AI 一直是華為的強項,麒麟 990 在 AI BenchMark 上的跑分達到了麒麟 980 的 476%,由此可以看出其強大的 AI 能力。
AI 性能增強是二者趨勢
對于手機的 AI 能力,很多人覺得 AI 是服務器的事兒,和終端沒有關系,但是華為 Mate20 系列的驚艷表現大家還記得吧,華為 Mate20 Pro 采用的是麒麟 970,當時麒麟 970 搭載的是寒武紀 1H 芯片,也是全球首款搭載 NPU 的手機芯片,這么說可能對蘋果有點不公平,因為相關的 AI 能力,蘋果早就有了,只不過人家叫圣經網絡引擎。再說回麒麟系列 NPU 的驚艷表現,首先是影像方面,從 970 開始,華為旗艦手機就可以實現 AI 人像留色,實時人像識別等功能,在此類黑科技方面,華為用戶可以說是過足了癮。
另外,在人像識別方面,比如夜景智能補足、暗光拍攝、磨皮等等都是其中的 NPU 在起作用。在文字識別方面,搭載 NPU 的華為手機可以即時將文字翻譯成外文,并且可以保持和原文字的相似字體。如下圖所示,便是用華為 P30 Pro 翻譯的一段中文。
下面來說說蘋果。從 A11 開始,蘋果在自家的A系列芯片上搭載了一個專用于機器學習的硬件——“神經網絡引擎(neural engine)”實際上所指的是一個處理器包封裝在一起,這個計算包專業一點說叫 Soc(System-on-a-Chip),根據分工不同,很多專用功能的處理單元加進來,比如我們最熟悉的是 GPU,現在這個包里的獨立單元數量已經越來越大,比如 ISP(圖像處理)、Modem(通信模塊)、DSP(數字信號處理)等。不同的數據進來,交給不同特長的計算模塊來處理將會得到更好的效果、更高的能效比。
從某種程度上來講,蘋果的“神經網絡引擎”和華為的 NPU 是同樣的功能,只不過開始之除,華為搭載寒武紀 NPU,被更多人關注到而已,而蘋果加入的都是自家的東西,很少拿出來說。“神經網絡引擎”和 NPU 承擔的功能大致相似,在圖像方面的能力大大增強,華為 NPU 多表現在相機方面,而蘋果相對來講,更多表現在人臉識別,到現在為止,蘋果手機的人臉識別功能是最好用的,原因即在此。其中對于 iPhone X 的“面容 ID”,面容 ID 功能會投射 30000 多個肉眼不可見的紅外光點,然后將得到的紅外圖像和點陣圖案傳輸給神經網絡,創建臉部的數學模型,再將這些數據發送至安全隔區,以確認數據是否匹配。如果樣貌隨著時間而改變,它也能隨之進行調整適應。
從兩大巨頭的驚艷表現來看,AI 越來越成為未來手機的一大趨勢,也逐漸將成為未來智能手機不可或缺的一部分。
另外,需要補充的是,A12 的單個 GPU 核心面積相比 A11 減少了 37%,顯然,新的 7nm 工藝的加持下,使得 A12 能夠在面積進一步縮小的同時,能夠額外增加一顆 GPU 核心。神經網絡單元面積增加 3.16 倍,性能暴漲,A13 是 A12 基礎上的升級,性能當然更為強大。
蘋果和華為的大 PK
接下來當然到了本文最重要的一部分,蘋果 A13 和麒麟 990 到底誰能更勝一籌呢?一向只談用戶體驗的蘋果在發布會上首次開啟跑分,并且跟友商進行對比,這是不是意味從此手機進入跑分時代了,還是說一向高傲的蘋果終于“創新不夠跑分湊”了?
在本次發布會上,蘋果雖然和友商進行了跑分對比,由對比圖可以看出,搭載 A13 芯片的 iPhone11 性能上遠遠勝過了搭載麒麟 980 的華為 P30 Pro,對上麒麟 990 究竟孰強孰弱呢?
在著名 CPU 跑分網站 Geekbench 上流出了 iPhone11 的跑分記錄,單核成績 5415 分,多核成績 11294 分,這為筆者的比較計劃提供了重要參考。
在麒麟 990 發布會上,公布出來的數據都是以高通驍龍 855 為基準的:相比驍龍 855,麒麟 990 單核性能高 10%,多核性能高9%,圖形處理性能高6%,筆者在業內比較權威的跑分網站 Geekbenchmark 查詢得到:三星 S10+ 的單核成績為 4461 分,多核成績為 10003 分,在 Android 陣營,三星 S10+ 的性能表現是有目共睹的,根據華為公布的性能提升占比,換算可得麒麟 990 的得分為:單核 4907 分,多核 10901 分,按照此標準粗略對比,麒麟 990 負于蘋果 A13,但是差距并不是十分大。
根據以上推斷大致可以得出:
1. 蘋果 A13 芯片性能優于麒麟 990;
2. 蘋果 A13 和麒麟 990 之間的距離并不是十分巨大,事實并非網絡流傳的“蘋果有性能,華為有基帶”,在性能上來講,二者差距并沒有拉開差距;
3. 麒麟 990 采用 A76 架構對于性能的影響有限,工藝進入 5nm 之后,下一代麒麟芯片有很大的追趕空間。
需要說明的是,上述對比并不具有十分嚴密的科學性,在跑分換算上的求值有一定的誤差,只能得到一個大致的結論。另外,同一款芯片,在不同的機器上面也會有不同的性能表現,二者具體表現還要等華為 Mate30 Pro 發布之后再作實際對比。