目前最详细公正的解读海思八核麒麟920芯片的文章，值得细读

飞狼 · 发表于 2014-6-29 22:29:41

相对于荣耀6这个单独的手机产品，Kirin 920在很长时间内将代表华为高端终端的产品思路和性能表现，无疑有更大意义。当然要完整的理解Kirin 920，必须要对华为海思处理器整体的发展脉络要有个清晰度了解，我们首先要来回顾K3V2的前世今生。

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起个大早赶个晚集的K3V2

K3V2其实有个很响名头的世界之一，就是世界上第一个手机四核处理器。华为在WMC 2012上发布了采用K3V2的Ascend D Quad，其相比HTC采用同为四核的Tegra 3的One X要早上一天，因此获得了世界上第一款采用四核处理器手机的尊荣。

虽然是世界上第一款4核手机处理器，但Ascend D Quad却不是第一款买得到的四核手机，其在年初的MWC发布仅仅是Paper Launch。到夏天的时候媒体才拿到评测机，而在接近夏末的时候消费者才实际可以买到。当Ascend D Quad摆上货架的时候，相比其晚一天发布的HTC One X已经卖了数百万台，而晚上几个月发布的三星Galaxy S3销量早已过千万。K3V2最早发布最晚上市，因此我们可以说K3V2是起个大早，赶个晚集。

老兵不死的K3V2

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华为对于K3V2 兼容性烂发热大迟迟不换代的自嘲颇为深刻

当然，K3V2的问题不仅于此，其还有几个问题：

第一个问题是K3V2 GPU问题。K3V2在当时颇为激进的使用A9架构，使得芯片规模较大，为了平衡芯片的整体规模，选择了小规模的Vivante GC4000图像核心。GC4000又有两个问题，第一个问题是兼容性不佳，当时大多游戏和应用都是为Power VR和高通的Adeno进行优化设计，GC4000很少被采用，相对非主流，因此游戏很少为GC4000进行优化，这样使得K3V2运行游戏兼容性和性能较差。这个问题华为自己也承认，在麒麟的发布会上也对这个问题进行了自嘲。

K3V2 GPU的第二个问题在于GPU的频率。GC4000虽然规模小，但理论性能和跑分并不差，这是如何达到的？这是通过GPU高频到达的，但这个高频在实际应用中不能长久只能降频。但华为又同时为了跑分不落人后，为K3V2制定了一个测试软件的白名单，例如安兔兔、GLbenchmark这样的白名单应用运行K3V2的GPU运行在480MHz的频率，而非白名单以外的一般游戏运行频率仅为240MHz，这就是说K3V2的实际性能仅有跑分的一半……

K3V2的第二个大问题在于工艺，K3V2和Tegra 3虽然在发布时间上获得了先手，但却来不及采用先进工艺，在2012年首发的K3V2和Tegra 3都是采用的台积电40nm工艺，而稍后发布的三星Exynos 4412则是采用的32nm HKMG,而骁龙600则是台积电的28nm lp。由于更为先进的工艺采用，这些处理器的频率更高，规模更大，性能更好，同时功耗和成本也更低。华为当然也明白40nm工艺已经落后，在2013年中，华为在发布P6的时候，将K3V2升级到了台积电28nm lp工艺，在工艺的提升同时，华为也随便将K3V2的频率小小的提高了0.2GHz。

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将K3V2升级到28nm其实也不是华为愿意而为之的，更多是迫属无奈，华为将2012年初发布的四核A9的K3V2一直用到了2014年年初，虽然中间升级了一次工艺和频率，但其性能却早已落后于竞争对手。对于K3V2而言相比GPU兼容性和工艺问题，迟迟没有替代者才是更大的问题。在K3V2服役期间高通、三星的处理器都已经迭代升级了多次，高通在这期间经历了骁龙600、800再到801，而三星也早从四核A9进化到了四核A15。华为在这段时间产品架构和性能的差距越落越大，到2013年底的时候K3V2性能至少落后一年半，而工艺至少落后一年。

华为在今年年初推出的X1则终于换掉了服役长达2年的K3V2,更换为Kirin 910。但Kirin 910也仅仅是四核A9，GPU虽然摆脱了口碑不佳的GC4000，但升级的也仅是Mali400的高频版mali450。整体而言Kirin 910的水平也仅仅是比三星2012年中Exynos 4412略好一点。在2014年还在推四核A9不合时宜，虽然现在看四核A9的性能/功耗比还比较出色，但后面高通、联发科后面还有一票四核A17、甚至A53蓄势待发, Kirin 910在后面与这些新架构的产品相比，无论是在性能、功耗，还是在成本方面都很吃亏。

8>4+4

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当然Kirin 910仅仅是过渡，华为厚积薄发，改变K3V2的先发策略，而采取后发，在A15架构的后期，推出最强的Kirin 920，其CPU采用四核A15 1.7GHz+四核A7 1.3GHz，相比一年前三星的Exynos 5410频率稍高。虽然这两者都是采用A15+A7的big.LITTLE架构，但Exynos 5410的A15版本是r0p2, Kirin 920是r0p5改进版, Exynos 5410的4+4仅能独立运作，低负载用4核A7，高负载用4核A15，而Kirin 920在架构方面的改进，在高负载可以4核A15和4核A7一起上。

CPU性能我们采用Geekbench 3.0进行测试，其考察处理器的加密解密和压缩解压算法的运行效能。Kirin 920的单线程得分为859，得益于频率优势小幅领先同架构的Exynos 5410，但相比2.5GHz Krait 400的骁龙801还是落后。

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而多线程测试Kirin 920领先Exynos 5410幅度超过50%，也超过了高频骁龙801。究其原因，其多线程测试不仅是四核A15出力，四核A7也参与其中，虽然A7的性能仅有A15的一半稍多，但A15加上仅有自己一半性能的A7，使得Kirin 920的多线程性能也能傲视群雄。同理，安兔兔Kirin 920可以获得38000的高分而傲视群雄也是得益于此。当然，这个多线程的领先仅仅是理论性能的领先，试机应用情况不可能完美的需要八线程处理。因此Kirin 920的实际应用性能要比理论性能要缩水，落后于骁龙801。

我们除了考察CPU的绝对性能，还对处理器频率的稳定性进行测试。移动处理器持续高负载工作会使得温度和功耗上升，系统会强制降低核心频率来保护电路。我们使用Stablity Test的Classic Stablity Test来进行CPU负载，使得处理器一直处于满载(GPU为空载)。使用Android Tunner来对处理器的频率和温度进行监测。

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Android Tunner可以看见Kirin 920的4个A15(右)和A4 A7核心(左)。Kirin 920 的A15核心开始在1.7GHz，但没坚持2秒。就跌落到1.2GHz频率，然后在1.2GHz坚持大概一分钟，就在1.2GHz和800MHZ的频率来回晃动，并且在低频停留时间越来越长，直到一直停留在800MHz。而A7核心由于低功耗一直可以稳定在1.3GHz的满频。

Kirin 920的频率稳定性要优于满频2.5GHz但直接跪800MHz的骁龙801，但和三星的Exynos 5410稳定性还是有差距，究其原因，可能有两个原因：一是华为考虑功耗和温度对于Kirin 920的频率控制策略更为保守，另外一方面则是Kirin 920的工艺，Kirin 920虽然和Exynos 5410都是28nm工艺，但Kirin 920采用的是台积电的28nm hpm,hpm是追求高频和性能，在漏电率上有所牺牲,Exynos 5410而是采用低漏电的三星HKMG工艺，发热量更低。

现在Kirin 920 1.7GHz的频率其实并不能发挥hpm的高频优势，不过稍后2.0GHz高频版则能更为充分的利用，因此2.0GHz的Kirin 920才是麒麟心的完全体。

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温度方面，可能是传感器接口的问题，现在的软件无法读出其处理器内核温度，但我们通过触摸感觉，机身的体感温度并不高，明显低于MX3和Find 7。华为在荣耀6上对于温度的宣传所言不虚。

GPU软肋不再

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说完CPU再来说GPU，这次Kirin 920在GPU上选择了相对主流的mali T628MP4，相比之前Kirin 910的Mali 450，要先进一代，之前的mali450仅能支持OpenGL ES 2.0（大概相当于Windows的DX8-DX9水平），而现在的T628则支持OpenGL ES 3.0，大概相当于Windows的DX10水平，并拥有少部分DX11特性。单个T628单元有8个shader core,4个T628单元一共有32个。

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高端平台的3D性能测试从现在开始我们转用GFX Bench 3.0进行，主要测试T-Rex(Open GL ES2.0)和曼哈顿(Open GL ES3.0)两个场景，分别测试原生分辨率和1080P Offscreen性能。原生分辨率能够更好表现设备实际性能，而1080P Offscreen性能则将测试条件统一，合适横向比较。

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Kirin 920的性能试T-Rex(Open GL ES2.0)和曼哈顿(Open GL ES3.0)两个场景性能大概是骁龙801的60%-70%。Exynos 5410的SGX544MP3仅能支持2.0，而不能支持3.0，因此不能运行Open GL ES 3.0的曼哈顿场景，在2.0的T-Rex场景，T628MP4性能大概比SGX543MP3快40%。虽然Kirin 920的图形性能还是不敌骁龙801，但骁龙801的高性能是由Adeno 330的过度规模换来的，因此我们认为现在阶段Kirin 920的T628MP4是不错的选择。

整体而言，Kirin 920无论是CPU还是GPU，对于现在这个时间节点来看都是很不错的。

外围的优势

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华为Kirin 920除了性能方面的优势，还有集成度和网络支持的优势。Kirin 920的核心面积为125mm2，相比Exynos 5410的122mm2稍大，但我们需要记住，Exynos 5410仅仅是单独芯片，并不集成基带，而Kirin 920集成的基带面积都有26mm2，除去基带Kirin 920的面积还不到100mm2，同时Kirin 920的T628MP4 GPU规模也远远大于Exynos 5410的SGX544MP3。由此看来Kirin 920的集成度十分的高。更高的集成度可以使得手机结构更为紧凑，节约更多空间，可以让机身更薄或者电池更大。

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再来说说网络支持，Kirin 920的基带可以支持处CDMA2000/EVDO外所有2G/3G和4G网络，而Exynos 5410配合的英飞凌基带只能支持WCDMA和GSM，不支持4G，即使是下一代的XMM7260虽然能够支持TDD和FDD，但还是不能支持CDMA2000，和Kirin 920一样。

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高通骁龙801虽然也可以提供全网络的支持，但其对于4G的支持只是CAT.4，最高速度150mbps，而Kirin 920则可以支持最新的CAT.6，达到300mbps的速率。虽然不是高通不能做出CAT.6的基带，而是考虑手机MSM芯片的应用需求和功耗，仅仅提供CAT.4，认为CAT.6没有必要，但无论怎么说，在基带方面Kirin 920还是更为强大。

华为Kirin 920集成度高，功能丰富，核心面积较小，看来华为海思团队在芯片设计上也趋向成熟。

田忌赛马的胜利

再回来看看这个主流移动芯片的Roadmap，K3V2作为最早的四核A9处理器，先发优势并不大，并在之后很长时间落后竞争对手，而Kirin 920的策略完全相反，而是后来居上，成为本世代最强大处理器。问题是Kirin 920在最强大的处理器位置上可以坚持多久，依然是个很大的问题。

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我们现在来展望下从现在到未来半年可能会出现的移动处理器。首先是即将上市的骁龙805，其CPU部分是骁龙801的高频版，而GPU部分Adreno 420这是全新架构，支持DX11.2 Level，因此其无论是CPU还是GPU性能全面碾压Kirin 920是很轻松的。

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20nm相对28nm在相同性能的情况下，功耗有20%的下降

其次是可能被运用在魅族MX4G中的三星Exynos 5430,其规格和Kirin 920十分相似，也是采用四核A15+四核A7，并配合T628 GPU，但Exynos 5430采用的是三星20nm HKMG工艺，相比现在的28nm HKMG工艺其芯片密度基本高一倍，同时功耗也降低20%，得益于芯片密度的提高和功耗的降低，Exynos 5430的CPU可以达到更高的2.1GHz频率,T628MP6 GPU的规模相比Kirin 920的T628MP4要大上一半，同时功耗和发热控制也更好。

更远的还有Exynos 5433和高通810，这两者均为ARM 64位的A57+A53架构， GPU T760和Adeno 430都为完全的DX11级别架构，无论是CPU还是GPU相对现在A15都有本质的提升。虽然这两者虽然在今年几乎不可能看到，但在明年年初Kirin 920还是需要面对这样的怪物。

其实芯片的策略有田忌赛马有点类似，何时发力是很大的学问。其中最为关键的要素其实不是架构，而是工艺，工艺决定芯片规模和性能，而华为海思总是在这个问题上吃亏。K3V2在40nm末期强上四核A9，在规模和频率上自然比不过后来那些28nm的新品。而现在华为Kirin 920选择在本时代的末期发力，一举超越其他在2013年的产品而成为最为强大的A15处理器，当然在现在这个节点高通和三星由于之前的发力现在已经疲惫不堪，正在养精蓄锐等待下一场的大赛，华为在这个时候发力超过也是理所当然，因此我们可以说华为的这个胜利可以说是田忌赛马的胜利。但这个胜利无法长久，其他厂商采用完全新A50架构和20nm新工艺的产品都已上路。Kirin 920领先不了多长时间，其在架构、规模和工艺上又会大幅落后，K3V2的悲剧又将再次重演。

当然也有传言采用20nm工艺的华为A57 64位理器也在计划之中，其如果能在合适的时间节点（14nm FinFET量产）推出成功接班Kirin 920，那对于华为来说是最为理想的结果。现在阶段看来Kirin 920对于华为而言是一个很称职的过渡者，但如果指望它和K3V2一样长期坚持，那它毫无疑问就会重蹈K3V2的覆辙。因此对于Kirin 920而言，其是否能够很好的完成本职更多取决于它的继任者什么时候到来。

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