华为九九零处理器和苹果A13处理器的差距在哪里?

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华为麒麟990处理器和苹果A13处理器的差距在哪里?

这两款芯片的差距主要是在CPU、GPU性能,以及和操作系统相结合的能力。

苹果A13处理器硬件性能更强

首先是CPU方面,现在的手机CPU都是多核CPU,苹果A系列芯片的特点是单核性能非常强大,多核性能也不弱。和麒麟系列芯片的特点是单核性能一般,多核性能较强。

苹果A13这款芯片在geekbench上单核得分为1328分,多核得分为3418分;而麒麟990单核得分767分,多核得分为3068分。麒麟990的单核得分仅苹果2016年发布的A10芯片水平,而多核得分则界于苹果A12和A13芯片之间。

而在GPU方面,这一直是麒麟芯片的短板,虽然现在体验上和高通拉近了距离,但是和苹果还有差距。

另外需要提到的是骁龙865处理器,现在网上不少朋友根据某兔兔跑分认为骁龙865比麒麟990强非常多,事实上骁龙865仅仅是单核性能略高于麒麟990,多核性能则相差不大。


苹果A13与IOS深度结合

苹果的A系列芯片如此强大还有一个很重要的原因是IOS系统充分发挥了A系列芯片的硬件性能,这两者已经分不清是谁成就了谁,只能说是相辅相成,密不可分。

这也是A系列芯片单核性能如果强劲的原因,因为系统机制决定了IOS上单核性能更加具有优势。

而华为在这方面还不及苹果,一方面安卓系统虽然是开源,但终究不是华为自研,谷歌不会针对华为优化。另一方面华为真正做到软硬件结合基本上还是从2018年的GPU Turbo开始,距今短短两年时间,苹果则已经上十年。


麒麟990芯片也有亮眼的地方

麒麟990虽然在CPU和GPU不及苹果A13,但是也有自己的长处。

1、华为由于是通信起家,所以麒麟990集成了自己的5G基带,集成度更高,功耗更低。

2、在NPU方面,华为麒麟芯片的AI表现非常亮眼。

3、和镜头深度结合的ISP,这点虽然苹果非常优秀,但是华为目前即使不能胜过苹果,但是拍照表现也是有目共睹。这点只能说每个人的评价可能不一样。


所以华为麒麟芯片虽然强大,但是我们也要看到自己的不足,这些差距都是真实存在的,切不可盲目自信。

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神奇码农


    麒麟芯片在5G和AI领域全面碾压苹果和高通,这一点是毫无争议的。争议最大的是CPU、GPU性能,下文主要说一说CPU和GPU。

    一、CPU部分

    GeenBench跑分

    先看一下GeekBench跑分,这里把高通骁龙865也捎带上:

  • 麒麟990:单核3892,多核12402;

  • 苹果A13:单核5415,多核11294;

  • 苹果A12:单核4799,多核11421;

  • 骁龙865:单核4160,多核12946;

  • 骁龙855:单核3507,多核11254。


    其中苹果处理器是2个大核心+4个小核心,麒麟和骁龙处理器是4个大(中)核心+4个小核心的结构,四个小核心基本上是低功耗凑数的,完成待机、普通任务。

    功耗对比

  • 麒麟990:满载功耗5~6W;

  • 骁龙865:满载功耗8~9W;

  • 苹果A13:基础版预计功耗6W左右,爆改版应该超过了8W,苹果的超大核心单核功耗接近公版的2倍。


    架构方面

  • 麒麟990:2个A76大核心+2个A76中核心+4个A55小核心;

  • 苹果A13:2个超大核心(性能核心)+4个自研小核心(效能核心);

  • 骁龙865:1个A77大核心+3个A77中核心+4个A55小核心。

    一般来说,手机处理器的架构,是性能和功耗的平衡点。单核性能越狠,整体功耗也越大,因此,从A76之后,不再采用满血的四大核方案,功耗上压不住,而是采用了1+3+4,或者2+2+4的方案。

    苹果的A系列处理器,将单核性能压榨到了极限,功耗虽不小,但是不至于尿崩,可以说是手机处理器最强的单核架构。

    CPU小结

  • 发热:一般来说,手机处理器功耗应该控制在5~6W,发热控制比较好,麒麟990、苹果A13都满足这个条件;

  • 性能:单核3500以上,多核10000以上,基本上可以满足旗舰需求;

  • 续航:电池4000mAh+40W快充应该是未来的标配,A13不满足。


    二、GPU部分

    市面上手机GPU只有三家:高通的Adreno、苹果的PowerVR、ARM的Mali,前两者不外卖,麒麟990用的是ARM的Mali G76 GPU。


    相比来说,麒麟990搭载的16核心 Mali G76,性能上不及苹果同期的PowerVR以及高通的Adreno,不过,经过华为的GPU Turbo技术加持,打通了CPU、GPU、手机操作系统,针对“白名单”里的游戏,可以达到高帧率游戏体验和功耗的平衡。


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Geek视界


前面的回答都没有说透麒麟990和苹果A13性能差距的根本原因,秀跑分简直就是多此一举,大家都知道苹果A13芯片不仅吊打骁龙,还暴揍麒麟,但大家不知道的是,苹果A13芯片为什么能暴揍友商。本回答内容较长,而且涉及芯片涉及的专业内容较多,阅读需要耐心。

先亮出决定芯片性能的逻辑(提醒一下,这句话有点拗口,不仔细就容易看错):

谁设计芯片的能力越接近底层,谁设计的芯片的性能越容易爆表。

什么是芯片设计的底层?

芯片设计最底层的东西是指令集,往上是指令集体系架构(简称ISA,但常被简称为Architecture[架构]),再往上是微架构(Microarchitecture),又称内核,内核再往上就是具体的处理器(包括CPU、GPU)。

苹果的A系列芯片,是购买了ARM的指令集体系架构(Architecture)授权,在此基础上设计芯片,搞出自己的内核,依托内核再设计出自己的处理器。

高通购买ARM的内核,在缓存、内存控制器等方面修修改改(有个魔幻的说法“魔改”),设计出自己的处理器,然后打上自己的品牌Kryo™(见下图骁龙865官方PPT蓝线处)。

华为海思则是购买ARM的公版处理器,所以外宣时要露出ARM的商标,CPU是“Cortex-A7x”,GPU是“Mali-G7X”(示例见下图)。

可以看出,苹果A系列芯片是在ARM指令集体系架构上设计,设计能力最强,高通比苹果差接近两个层级(在内核基础上魔改),华为、联发科、三星(猫鼬的自研CPU内核失败)则差了两个层级,处理器内核设计能力可以说是0。

说到这里,需要特别提醒一下,现在国内有种看法,就是“用ARM公版处理器是没技术含量,魔改公版才是真男人”。

说实话,这种论断很肤浅,因为魔改内核,其实能改动的地方有限,主要是在缓存大小和内存控制器上动刀,往往是出于成本而不是性能考虑,和直接采用公版处理器差别不大,弄不好还不如公版处理器。

麒麟芯片的CPU性能近年进步很大,就和采用原汁原味的公版处理器有关。

另一个更重要的原因是,手机高端SoC芯片设计属于集成设计,可以说和内核开发属于两个层次,也是很复杂的系统工程。将各种内核集成到一起,既要解决电磁辐射干扰、功耗发热,还要考虑制造工艺匹配等诸多问题,其中任何一项短腿,整个芯片设计将会翻车。

案例可参考某国产手机大厂芯片设计的血与泪的坎坷历程。

选公版处理器更多关乎的是商业策略选择,因为ARM的公版处理器,让华为海思、三星和联发科等芯片集成设计厂商省掉了从“0”到“1”的过程,可以从“1”直接开始设计SoC芯片,节省出开发处理器内核的时间成本和资金成本。

但是,重点来了:

公版处理器的短处也很明显,处理器的性能系于ARM一身,如果ARM很争气,那好说,大家的芯片性能就集体强大;如果ARM掉链子,大家的芯片性能就集体难看,典型的“一荣俱荣,一损俱损”。

ARM刚刚过气的GPU Mali-G76,采用Bifrost架构,在这个架构上,ARM太喜欢挤牙膏了,挤了好几年,从Mali-G71挤到Mali-G76,挤了6“代”GPU,意味着换了6次马甲。ARM大概感到不好意思,到2019年,终于推出采用全新架构Valhall的GPU Mali-G77。

ARM在GPU上多年挤牙膏,害苦一帮合作小伙伴,联发科、华为海思和三星的SoC芯片的图形性能既遭苹果A系列暴揍,又被高通骁龙的Adreno GPU痛殴。

近期三星Exynos芯片遭欧洲用户联合签名抵制,自家手机部门又拒绝在韩国销售的手机上使用Exynos芯片,如此“奇耻大辱”,背后和ARM在Bifrost架构上热衷挤牙膏、换马甲有很大关系。

苹果的商业策略是放弃公版处理器,购买ARM的指令集体系架构(Architecture)授权,设计自己的处理器,坏处是从0开发处理器,好处则是命运掌握在自己手里:想要什么样的处理器,大胆设计就是了,天花板不再是ARM,而是自身设计水平。

另外,苹果有自己的操作系统iOS,而SoC芯片设计和处理器内核设计的显著不同之一,是处理器内核设计是传统的硬件设计,对操作系统等软件考虑较少,而SoC芯片设计需要软硬件综合考虑,苹果有自己的操作系统,又等于给A系列芯片的性能加了分。

这就是为何iPhone的运存容量一直是千元机水平,但流畅度却超过安卓机的原因。因为安卓手机的操作系统编写和SoC芯片设计是两套班子,谷歌不懂芯片设计,懂芯片设计的高通、三星、联发科和华为海思又和操作系统(鸿蒙未正式用于手机,所以这里忽略)搭不上关系,这就是软硬件不配合。

结果就是,安卓旗舰手机的运存容量是iPhone旗舰的一倍,运存还领先一代(LPDDR5),集两大优势于一身,但流畅度并没有领先iPhone,只打了个平手。

限于篇幅,这里不深入探讨了。关于苹果A系列芯片性能领先安卓机的问题,还可以从商业模式上讨论,有兴趣的可关注我,参见我对《为什么iphone的CPU芯片一直领先呢?》的回答。

最后总结一下麒麟990与苹果A13处理器的差距原因:

  1. 华为海思采用ARM的公版内核做SoC芯片集成设计,苹果是购买ARM的指令集体系架构,自己开发内核,后者更接近芯片设计的底层,容易开发出性能强大的处理器;

  2. 苹果有自己的操作系统,可以和芯片设计配合,而SoC芯片设计讲究软硬件配合;华为鸿蒙系统如果商用,配合麒麟芯片设计,流畅度应该在安卓机之上。


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