一文看懂两款顶级芯片——苹果A13打得过麒麟990吗?

在发布会上,苹果罕见地将自己的机器和华为 P30 Pro 进行对比,但是重点在于苹果拿自己的上一代 A12 芯片“碾压”了华为 P30 Pro,有网友用下面这张图来调侃华为。

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对于众多科技粉来说,苹果的秋季发布会就像一个节日,此次发布会之后,依然是预料之中的被刷屏。本次发布会除喜厌参半的浴霸摄像头之外,另一个巨大的亮点就是苹果 A13 处理器。

在发布会上,苹果罕见地将自己的机器和华为 P30 Pro 进行对比,但是重点在于苹果拿自己的上一代 A12 芯片“碾压”了华为 P30 Pro,有网友用下面这张图来调侃华为。

图0:一文看懂两款顶级芯片——苹果A13打得过麒麟990吗?

当然真实情况不是这个样子,因为华为最新的麒麟 990 芯片尚无新机问世,而苹果也只能拿“旧机”对比,这样的比较让输的一方很不爽,赢的一方也感觉胜之不武。今天小编就带大家一起来看看苹果 A13 和麒麟 990 这两款全球顶级芯片的差异,来一场公平对决。

麒麟 990 何其物?

首先我们来看看麒麟 990,麒麟 990 共有 4G 和 5G 两个版本,其主要不同在于是否集成 5G 通信基带,5G 版支持独立组网和非独立组网两种通信方式,在全球走在前列,这是两个版本最大的区别。以下是关于麒麟 990(5G)的一些资料,供各位读者忽略(请直接跳过看下一段):

从工艺上来讲,采用 7nm+ EUV 工艺制程,板级面积相比业界其他方案小 36%。这是世界上第一款晶体管数量超过 100 亿的移动终端芯片,达到 103 亿个晶体管,与此前的麒麟 980 相比晶体管增加 44 亿个。CPU 方面,麒麟 990 5G 采用 2 个大核(基于 Cortex-A76 开发)+2 个中核(基于 Cortex-A76 开发)+4 个小核(Cortex-A55),与业界主流旗舰芯片相比,单核性能高 10%,多核性能高9%。GPU 方面,麒麟 990 5G 搭载 16 核 Mali-G76 GPU,业界主流旗舰芯片相比,图形处理性能高6%,能效优 20%。NPU 方面,麒麟 990 5G 采用华为自研达芬奇架构 NPU,采用 NPU 双大核 +NPU 微核计算架构,在人脸识别的应用场景下,NPU 微核比大核能效最高可提升 24 倍。

这些材料当然不可以全信,看文章和听人说话一样,不仅要听对方说了什么,还要听对方没说什么,看一款芯片也当然不能只看官方宣传画。笔者以为,看一款手机芯片的优劣一般要从以下四个方面:1.通信,作为手机来讲,打电话和可以随时随地使用移动网络是一个主要因素;2.CPU 和 GPU 性能,性能是第一生产力,这一点不用哆嗦;3.架构,芯片架构是决定手机能耗和性能之间平衡的主要因素; 4.NPU,随着人工智能的发展,AI 已经不再仅仅是云端的事情了,就像当年 GPU 的出现替代了一部分 CPU 的图像处理功能,NPU 也即将成为下一个衡量指标,所以笔者在此将其列入。

第一, 通信,5G 通信方面,华为可以说是独占鳌头式的领先,有基站也有基带,麒麟 990 搭载了 Balong 5G 基带全球首发,但是同时也存在两个问题,首先是全球 5G 商用还不成熟,中国作为 5G 领先国家,也仅仅是部分城市试点,目前三大运营商合起来试点城市也只有 26 个,并且这 26 个城市还要被三大运营商均分,买手机之前一定要确认自己所在城市是哪一家运营商的试点,对于大多数二三线城市来讲,5G 是没有必要的,其次,5G 由于基站建设尚不完备,5G 手机使用存在极大发热问题,据笔者之前测试,当使用 5G 网络下载时,手机发热会急剧增加,手持即可明显感觉到热量的增加,5G 手机续航时间也会缩短为原来的 60%-70%。所以,从这两方面来讲,5G 目前并不是一个很好的选择。

第二, 架构:对于架构来讲,很多朋友很不重视,其实架构决定了一款手机在性能和功耗之间的平衡,手机需要考虑的是便携性,一款需要随身带着充电宝的手机对于消费者来说是完全失败的,这也是乔布斯当年放弃 x86 拍版 ARM 架构的主要原因,x86 架构虽然性能强悍,高功耗也让众多手机厂商耗不起。麒麟 990 和其上一代一样采取了 Cortex-A76 架构,而 A77 早已经发布。对此华为表示,没有用 A77 架构,是因为 A77 功耗太高,华为宁愿让消费者拥有一部电池续航给力一点的手机,而不是将注意力全放在提升运行速度而牺牲了电池续航时间。另一方面,笔者以为:麒麟 990 因为采取了 5G 基带,本身会极大地增加功耗,在加上 A77 的大功耗,对于华为手机来说简直就是灾难性地发热,也促使其不得不选择功耗更小的 A76 架构。

第三, 性能:从性能上来讲,麒麟 990 微调了之前麒麟 980 的 4 大核 4 小核设计,采用 2 个大核(基于 Cortex-A76 开发)+2 个中核(基于 Cortex-A76 开发)+4 个小核(Cortex-A55),的设计,大核频率为 2.86GHz 相比上一代 980 的 2.6GHz 高,中核 2.38GHz 较上一代低,小核频率 1.95GHz 较上一代 1.8GHz 高,所以据笔者猜测这一代 990 在性能方面提升不大。按照华为发布会公布的数据,和高通骁龙 855 相比,单核性能提高 10%,多核性能提高9%,以下将会有详细测试。

第四, NPU:麒麟 970 是全球首款的端侧搭载 NPU 的移动处理器,当时是搭载寒武纪 1H 智能处理器,在华为 Mate20 上首发,获得了十分惊艳的表现,在影像和文字处理方面有很多黑科技面世。两代之后在麒麟 990 中,华为改用了自研的达芬奇架构,AI 一直是华为的强项,麒麟 990 在 AI BenchMark 上的跑分达到了麒麟 980 的 476%,由此可以看出其强大的 AI 能力。

AI 性能增强是二者趋势

对于手机的 AI 能力,很多人觉得 AI 是服务器的事儿,和终端没有关系,但是华为 Mate20 系列的惊艳表现大家还记得吧,华为 Mate20 Pro 采用的是麒麟 970,当时麒麟 970 搭载的是寒武纪 1H 芯片,也是全球首款搭载 NPU 的手机芯片,这么说可能对苹果有点不公平,因为相关的 AI 能力,苹果早就有了,只不过人家叫圣经网络引擎。再说回麒麟系列 NPU 的惊艳表现,首先是影像方面,从 970 开始,华为旗舰手机就可以实现 AI 人像留色,实时人像识别等功能,在此类黑科技方面,华为用户可以说是过足了瘾。

图1:一文看懂两款顶级芯片——苹果A13打得过麒麟990吗?

另外,在人像识别方面,比如夜景智能补足、暗光拍摄、磨皮等等都是其中的 NPU 在起作用。在文字识别方面,搭载 NPU 的华为手机可以即时将文字翻译成外文,并且可以保持和原文字的相似字体。如下图所示,便是用华为 P30 Pro 翻译的一段中文。

图2:一文看懂两款顶级芯片——苹果A13打得过麒麟990吗?

下面来说说苹果。从 A11 开始,苹果在自家的A系列芯片上搭载了一个专用于机器学习的硬件——“神经网络引擎(neural engine)”实际上所指的是一个处理器包封装在一起,这个计算包专业一点说叫 Soc(System-on-a-Chip),根据分工不同,很多专用功能的处理单元加进来,比如我们最熟悉的是 GPU,现在这个包里的独立单元数量已经越来越大,比如 ISP(图像处理)、Modem(通信模块)、DSP(数字信号处理)等。不同的数据进来,交给不同特长的计算模块来处理将会得到更好的效果、更高的能效比。

从某种程度上来讲,苹果的“神经网络引擎”和华为的 NPU 是同样的功能,只不过开始之除,华为搭载寒武纪 NPU,被更多人关注到而已,而苹果加入的都是自家的东西,很少拿出来说。“神经网络引擎”和 NPU 承担的功能大致相似,在图像方面的能力大大增强,华为 NPU 多表现在相机方面,而苹果相对来讲,更多表现在人脸识别,到现在为止,苹果手机的人脸识别功能是最好用的,原因即在此。其中对于 iPhone X 的“面容 ID”,面容 ID 功能会投射 30000 多个肉眼不可见的红外光点,然后将得到的红外图像和点阵图案传输给神经网络,创建脸部的数学模型,再将这些数据发送至安全隔区,以确认数据是否匹配。如果样貌随着时间而改变,它也能随之进行调整适应。

从两大巨头的惊艳表现来看,AI 越来越成为未来手机的一大趋势,也逐渐将成为未来智能手机不可或缺的一部分。

另外,需要补充的是,A12 的单个 GPU 核心面积相比 A11 减少了 37%,显然,新的 7nm 工艺的加持下,使得 A12 能够在面积进一步缩小的同时,能够额外增加一颗 GPU 核心。神经网络单元面积增加 3.16 倍,性能暴涨,A13 是 A12 基础上的升级,性能当然更为强大。

苹果和华为的大 PK

接下来当然到了本文最重要的一部分,苹果 A13 和麒麟 990 到底谁能更胜一筹呢?一向只谈用户体验的苹果在发布会上首次开启跑分,并且跟友商进行对比,这是不是意味从此手机进入跑分时代了,还是说一向高傲的苹果终于“创新不够跑分凑”了?

在本次发布会上,苹果虽然和友商进行了跑分对比,由对比图可以看出,搭载 A13 芯片的 iPhone11 性能上远远胜过了搭载麒麟 980 的华为 P30 Pro,对上麒麟 990 究竟孰强孰弱呢?

图3:一文看懂两款顶级芯片——苹果A13打得过麒麟990吗?

在著名 CPU 跑分网站 Geekbench 上流出了 iPhone11 的跑分记录,单核成绩 5415 分,多核成绩 11294 分,这为笔者的比较计划提供了重要参考。

图4:一文看懂两款顶级芯片——苹果A13打得过麒麟990吗?

在麒麟 990 发布会上,公布出来的数据都是以高通骁龙 855 为基准的:相比骁龙 855,麒麟 990 单核性能高 10%,多核性能高9%,图形处理性能高6%,笔者在业内比较权威的跑分网站 Geekbenchmark 查询得到:三星 S10+ 的单核成绩为 4461 分,多核成绩为 10003 分,在 Android 阵营,三星 S10+ 的性能表现是有目共睹的,根据华为公布的性能提升占比,换算可得麒麟 990 的得分为:单核 4907 分,多核 10901 分,按照此标准粗略对比,麒麟 990 负于苹果 A13,但是差距并不是十分大。

根据以上推断大致可以得出:

1.  苹果 A13 芯片性能优于麒麟 990;

2.  苹果 A13 和麒麟 990 之间的距离并不是十分巨大,事实并非网络流传的“苹果有性能,华为有基带”,在性能上来讲,二者差距并没有拉开差距;

3.  麒麟 990 采用 A76 架构对于性能的影响有限,工艺进入 5nm 之后,下一代麒麟芯片有很大的追赶空间。

需要说明的是,上述对比并不具有十分严密的科学性,在跑分换算上的求值有一定的误差,只能得到一个大致的结论。另外,同一款芯片,在不同的机器上面也会有不同的性能表现,二者具体表现还要等华为 Mate30 Pro 发布之后再作实际对比。

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