自從華為Mate60 Pro未發先售之後,關於華為手機的故事就一浪高過一浪,隨著華為正式發布會越來越臨近(9月25日華為新品發布),關於Mate60手機的“機密”也一個一個解鎖,這不前兩天而伴隨著新系統更新,麒麟9000s芯片的8核12線程(正常都是8核8線程),得到了完全解鎖!也正式官宣,Mate60的麒麟9000s晶片使用了超線程技術。
今天就跟大家一起探討一下,這超線程技術到底是什麼「黑科技」。
一、什麼是超線程技術,有什麼用?
超線程(hyper-threading):來自英特爾公司,其實就是允許一個CPU執行多個控制流的技術。它的原理很簡單,就是把一顆CPU當成兩顆來用,將一顆具有超線程功能的實體CPU變成兩顆邏輯CPU。因此,作業系統會把工作線程分派給這兩顆(邏輯)CPU上去執行,讓多個應用程式的多個線程,能夠同時在同一顆CPU上執行。
超執行緒設計是一種先進的生產工藝,華為麒麟9000S處理器採用的就是這種設計,使其在處理複雜任務時能同時執行多個操作,大大提高了處理器的運行效率。
超執行緒設計為華為麒麟9000S處理器帶來了顯著的優勢。
1、它提升了處理器的整體效能。透過同時執行多個任務,處理器的運行速度得到了顯著提升,從而縮短了運行各種應用程式的時間。
2.超線程設計提高了處理器的能效。由於處理器可以同時處理多個任務,因此它能更有效地利用能源,並延長了設備的續航時間。
此外,超執行緒設計也提高了處理器的穩定性。由於處理器在執行多個任務時能夠更好地管理資源,因此它不易出現資源衝突和過熱現象,從而提高了系統的穩定性。
但超執行緒技術適用於需要強大並行處理能力的應用,但對於單執行緒應用,它可能會帶來額外開銷,導致單核心效能下降5%到15%。因此,超線程技術並非適用於所有場景,需要根據具體需求來選擇是否使用。
同時超線程技術並不是沒有代價的,與超線程相關的CPU核心功耗明顯上升,大約增加了30%左右,這意味著更多的電力消耗,也意味著需要更強大的續航力。
二、超線程是超級黑科技嗎?麒麟9000s超線程技術的來源
在此之前,在消費者領域,能夠自主設計超線程架構晶片的,就只有AMD,英特爾Intel和蘋果Apple三家公司。
它們毫無例外,都是美國的巨頭公司,而華為在麒麟9000s使用了超線程技術,已經得到了權威媒體的認證,基本上等於官宣了。
因此,在手機晶片上使用超線程技術當然是非常牛的,這相當於是華為把電腦端成熟的,並用了十幾年的超線程技術搬到手機上了!但實際上華為在晶片上使用超線程技術並不是第一次。
我們知道華為作為通訊和半導體的巨頭,其晶片涉及多個應用場景,我們簡單梳理一下華為PC/伺服器晶片和手機晶片的發展歷程, PC/伺服器晶片和手機晶片分別對應的是鯕鵬系列處理器和麒麟系列處理器。
鯤鵬系列處理器,2014年,推出了鯤鵬912處理器,這是其首款64位元ARM晶片,標誌著華為在通用運算處理器領域的重要一步。它搭載了Cortex-A57核心,為TaiShan伺服器奠定了基礎。
隨後在2016年,鯕鵬916問世,成為業界首顆支援多路的ARM處理器,基於Cortex-A72核心,應用於華為伺服器產品中,包括平衡型伺服器和儲存伺服器。
而在2019年,鯤鵬920橫空出世,成為業界首款7nm製程的資料中心級ARM處理器。
鯤鵬920不僅整合了多個關鍵組件,還擁有多種自研加速引擎,使其在性能和能源效率方面遠超業界標竿。
還要特別說明一下,鯕鵬920是華為首款基於ARMv8.2指令集架構自研的TaiShanV110 微架構設計出來的,其透過優化分支預測演算法、提升運算單元數量、改進記憶體子系統架構等一系列微架構設計,大幅提升了效能。
原本依華為的規劃,鯤鵬930處理器的TaiShanV120 架構將實裝超執行緒技術並將製程製程升級為5nm。
說到這,您應該就大概明白華為麒麟9000s超線程的由來了,沒錯,這也是華為在PC/伺服器晶片累積下來的,可以形象的說麒麟9000s的CPU架構-就是鯤鵬930s的行動版核心了。再加上泰山自研架構的加持,麒麟9000s的效能遠超同等級處理器了。
三、麒麟9000s使用超線程技術-在製程限制下的妥協
從Mate60手機發佈到現在,大家最為關注的就是麒麟9000s晶片——標誌著華為5G重新的橫空出世,而性能的突破除了CPU架構本身,還在於它的超線程技術應用。
麒麟9000s的CPU大核主頻高達2.62Ghz,令人矚目的是,其單核性能竟然超越了A78大核主頻更高的天璣8100,這一突破實質上是超線程技術的功勞,使性能提升超過了30%。
但由於眾所周知的被制裁的原因,麒麟9000s晶片製程上只是7nm,與蘋果Iphone15系列使用的A17pro 3nm晶片,終究是存在著代際的差距的。
何況如上所述ARM晶片支援超線程技術已經不是新技術了。在2018年ARM就發表了車機處理器的Cortex-A65AE架構。這是ARM架構下首個SMT同步多線程技術內核,每個物理核心能允許執行兩個線程,可以在降低功耗的同時提高3.5倍的處理能力。
包括華為自己的鯤鵬伺服器也使用了超線程技術。如果超線程技術能夠有更高的需求度的話,當時的麒麟晶片就會用到這個技術。
從目前飆叔的角度分析來看,麒麟9000S從各方面的數據來看,用超線程大概率不是由於它是“高級黑科技”,而更像是芯片製程限制之下的一種妥協選擇。
理由除了上述說的,本身超線程技術已經是一個較成熟的技術了,另外還有兩點也可以看出是一種妥協。
其一:從Mate60 Pro開售時間來看
對於像華為這樣的大廠來說,不打無準備的戰應該是一種常規的工作安排,但此次Mate60 Pro於8月29日突然沒有進行發布會就開始銷售,這相當於是沒有做任何的預熱,然後就開了。這是一種非常規的操作,很多人說這是專門為美麗國大佬來華準備的,那如果是這樣,晶片進度的安排就是已經預演好的了。
也就是說,晶片製程和交付的時間上都是一種妥協!
其二,麒麟9000s的核心配置
麒麟9000S雖然也是採用的1+3+4大中小核心配置,但是大核心只有2.62GHz,和目前高通3.2GHz的X3⼤核差了快0.6GHz,這在目前手機SOC中,頻率明顯是偏低的。很顯然這是在保證功耗和效能平衡的前提下目前的國內晶片技術所能做到的最優解。所以麒麟9000S大核心使用超執行緒技術,很大的原因就是確保功耗的同時盡可能的提升處理能力。
也許從麒麟9000s之後,超線程可能會是手機晶片的一個發展方向,但目前麒麟9000S從各方面的來看,使用超線程技術大概率一種妥協的選擇。
從飆叔的角度來看,所謂的超執行緒技術指的是同步多執行緒(SMT,Simultaneous Multithreading)技術。最開始的目的是透過提升CPU核心的利用率,提升整體的平行效能。粗略理解就是一個實體核心虛擬出兩個核心,提升多工處理能力。最早是Intel酷睿i7960上用上的技術,這顆CPU當時就是四核心超線程到了八線程。由於技術的進步,現在手機晶片和過去電腦的CPU是不同的,普遍採用的是8核心架構。現在,按常規不使用超線程技術的手機晶片顯然是更好的解決方案。(飆叔科技洞察)