ARM全新CPU和GPU架構正式發布，高通、華為或將採用

一起提起手機處理器，許多盆友眼前會浮現出高通、聯發科、三星Exynos、海思麒麟等字眼。而這些廠商研發的大部分移動處理器都離不開英國晶元設計公司（簡稱「ARM」）開發的Cortex系列處理器方案的支持。

在半導體晶元產業鏈中，主要可分為IP設計、IC設計、晶圓製造和封裝測試四個環節。但由於資金限制，ARM只負責IP設計環節。具體而言，ARM的工作是研發ARM指令集、圖形核心和內核架構等，並將它們授權給IC晶元公司（如高通、聯發科、三星等），緊接著由這些晶元公司設計出實際的晶元（如驍龍845、麒麟970等），再由晶圓製造代工廠（如台積電、三星等）進行批量生產和封裝測試，最終銷售給各手機廠商進行手機研發。所以，ARM公司在移動晶元領域的地位也就不言而喻了。

6月1日，ARM在舊金山正式發布了全新的Cortex-A76 CPU和Mali-G76 GPU架構。

首先是CPU，想必各位數碼愛好者對歷代Cortex架構已經是耳熟能詳了，但對它們的設計者可能就不那麼清楚了。事實上，ARM公司旗下擁有三家設計團隊，分別是美國德州的奧斯丁團隊、英國的劍橋團隊和法國的索菲亞團隊。

分工定位上，奧斯丁團隊承擔設計高性能架構任務，早前的A72、A57就是其代表作；劍橋團隊專攻低功耗構架，大家熟悉的A53、A55便出自其手；索菲亞團隊則負責均衡架構設計，如A73、A75。

（註：圖片引用於電腦愛好者）

而此次A76由奧斯丁團隊設計，主打高性能。據ARM官方資料，Cortex -A76的綜合性能比上一代A75提升了35%，是A73的1.8倍。紙面上看起來，A76的提升確實非常大。但筆者認為這個數據的公平性有待商榷，可以看到，官方對比資料中的A76測試平台的運行頻率為3GHz，而A73和A75分別只有2.45GHz和2.8GHz，它們並非在相同運行頻率下測得的，所以其實際性能提升肯定要低於官宣數據。

其它參數上，Cortex-A76從A73的10nm製程提升至7nm；底層設計上，從A73的三發射指令解碼升級到四發射，首創使用了「混合間接預測單元」，以節省功耗；支持DynamlQ大小核技術，最高支持8核心，官方建議晶元廠商採用1+7/2+6的Big.Little大小核設計。

另外，ARM架構師Mike FIlippo表示，Cortex-A76綜合性能比肩酷睿i5-7300，如果晶元廠商緩存設計的好的話，其性能甚至可媲美i7。當然了，所謂媲美，只是體現實際測試和應用中的某些方面罷了，想實現和酷睿X86處理器一樣的執行效率還不太可能。總之，即便ARM每一代Cortex架構處理器再厲害，採用RISC精簡指令集（邏輯簡單功能單一）、定義低功耗的ARM也是不可能在短時間內超越英特爾在PC領域的地位的。可不容置疑的是，要是放在手機領域Cortex-A76還是很強大的。從下圖可以看到，A76的單核性能已超越三星Exynos 9810的M3貓鼬架構，冠頂安卓陣營，但依然低於蘋果A10/11系列。

然後是GPU上，Mali-G76和上一代G72一樣都屬於Bifrost架構陣營，而G76的提升主要體現在架構升級、機器學習和性能等方面。

核心數上，G76每個核心依舊是3個執行單元，而執行單元的線程數增加至8條，即每個核心24條線程。不過遺憾的是，此次Mali-G76最高只能配置20個核心，而此前的G71/G72峰值數量為32個。縱觀歷代晶元產品的GPU核心數，像三星Exynos 8895的G72 MP20，華為麒麟970的G72 MP12，並未達到最高標準的32核心，因為核心數越多，實際功耗相應的也可能更高。當然作為彌補，此次Mail-G76的性能密度提升了30%，節電30%，手機圖形性能可提升50%，同時最高可支持8K解析度。具體來說，Mali-G76 MP12可能比Mali-G72 MP16還強，而如果晶元廠商在GPU頻率等方面控制得好的話，其性能甚至可達到G72兩倍的性能。所以筆者認為G76上最高只能採用20個核心對手機晶元影響並不大，只不過看上去會有些心理落差。

據悉，採用最新Cortex-A76 CPU和G76 GPU架構的晶元將於2019年上市。首先今年下半年發布的麒麟980似乎依舊基於A75設計，咱們還是寄希望於麒麟985（猜測名）吧。其次，估計三星下一代旗艦晶元也不會採用，因為目前最新的Exynos 9810大核部分採用的是貓鼬M3自研架構，所以9810的繼承者大核部分很有可能是採用M3的繼任者。而年底發布的高通驍龍850倒是有可能基於A76的「魔改」架構（半自研）。至於已經放棄高端市場的聯發科感覺在短期內不太可能會有基於A76的晶元，畢竟今年連基於A75架構設計的都沒得。

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