联发科4nm旗舰5G SoC天玑9000技术详解，拿下十项“全球第一”

11月19日凌晨，联发科技（MediaTek）在其2021年度高管峰会上，正式公布了自家新一代旗舰处理器天玑9000（Dimensity 9000，代号MT6983）的细节参数。从这次的命名能看出，联发科对这款产品的信心和决心，从天玑700、800、900、1000…直接跳到了9000。

发布会上，联发科技副董事长暨首席执行官蔡力行表示：“以目前MediaTek对技术、产品的投资及布局，我们对未来三年营收成长mid-teens (中双位数)的目标深具信心。此外，领先业界的超低功耗技术已经展现在旗舰移动芯片天玑9000及其他产品上，同时，我们长期拥有快速扩大产品出货、营运规模的能力，外加每年驱动超过20亿台多样化智能联网设备的业界领先地位，更是我们在数字转型及元宇宙发展趋势下的差异化优势。”

首颗台积电4nm 5G手机SoC

据悉，天玑9000是世界首款采用台积电4nm工艺制造的5G SoC，具备更低的功耗和更出色的性能，这也意味着安卓（Android）手机阵营步入4nm时代。

天玑9000采用Armv9架构以及大家熟知的“1+3+4”三丛集设计：

·超大核1*Cotrex-X2@3.05GHz；

·大核3*Cortex-A710@2.85GHz；

·小核4*Cortex-A510@1.8GHz。

根据官方数据，Cortex-X2超大核相比当前Android旗舰性能提升35%，能效提升37%。同时联发科技这次为CPU设计了 8MB 三级缓存和 6MB 的系统缓存，缓存规格甚至超过了笔记本上的intel i5处理器，与i7水平相当，这将带来7%的性能提升，减少25%带宽消耗，在安卓阵营里也是首次见到。

从Specin2K6 测试成绩上看，实现高达 35%的提升。从Geekbench 5.0测试成绩来看，天玑9000相比当前Android旗舰单核性能提升10%。

多核性能未标明具体成绩，但能看到跑分超过4000大关，与2021年库比蒂诺公司生产的旗舰机型（编按：这里联发科没有直接点名苹果，但是你懂的，这个地方是苹果总部所在地）持平，而当前骁龙888 Plus游戏手机多核成绩集中在3500-3700左右。

天玑9000不仅在跑分上表现较好，其在多应用实际运行中也展现出不错的成绩。测试中，天玑9000对Instagram、Skype、Twitter、Netflix等主流应用的启动时间都比当前安卓旗舰芯片要更快，其中Netflix的启动时间甚至减少了55%。

全球首发Mali-G710 GPU

天玑9000全球首发Mali-G710 GPU，并推出移动光线追踪 SDK 套件，包括 Arm Mali-G710 MC10 GPU、移动端光线追踪图形渲染技术、支持 180Hz FHD + 显示。在Vulkan版本光线追踪测试中，展现出了35%的性能提升，60%能效比提升（对比当前Android旗舰）。

以往，光线追踪技术是PC级游戏才能采用的技术，如今随着手机处理器能效的提高，我们在手机上也能体验到。

游戏玩家往往喜欢长时间玩游戏，但当前智能手机面临的挑战之一就是功耗问题。通常功耗过大，随着时间的推移，手机运行游戏时很难保持帧速率一致。将天玑 9000 与 2021 年安卓旗舰在非常流行的几款游戏中进行比较，以 Genshin Impact（原神）为例，设置在 5G 网络下每秒 60 帧玩了大约 24 分钟，下图可以看到在相同的手机预算下，帧率随着时间的推移，与 2021 年的旗舰手机相比天玑 9000能够一直保持更高的帧率。

首发支持7500Mbps带宽LPDDR5X

CPU 和 GPU 的计算性能严重依赖 DRAM 带宽。内存方面，天玑9000首发支持7500Mbps带宽LPDDR5X，带宽相比LPDDR5@5500Mbps提升36%，达到7500Mbps，在重负载下内存延迟减少20%。

在这些全部提升的加持下，天玑9000的安兔兔V9版本跑分正式突破了100万大关，达到了1007396（测试机基于Android 12系统，采用12GB+256GB内存规格）。这也是Android阵营中目前已知的跑分最高的手机芯片，远超当下的骁龙888 Plus等旗舰处理器。此前麒麟9000E的安兔兔跑分在63万分左右，骁龙888的跑分大概为75万分。

AI性能超过谷歌Tensor

AI性能一直是天玑5G SoC的优势项目，天玑9000搭载了联发科第五代APU，6核的设计包括4颗大核和2颗小核，其性能和能效比相比上代都有400%的提升。

基于天玑 9000采用的新技术和新的低功耗架构，可以将能耗控制到最低水平，据联发科测试数据，在运行多媒体文件、看视频或听音乐时，天玑 9000将能够将能耗降低 65%。玩游戏时，能降低 25% 以上的功耗。以下仍是与“库比蒂诺公司”2021年旗舰手机对比的数据。

除了与“库比蒂诺公司”的产品进行对比，联发科还与“山景公司”（谷歌总部所在地）的AI处理单元进行了对比。这款Tensor芯片应用在Android 智能手机上后，运行 AI ETHZ v4基准测试，天玑9000性能优势可达 16%。

支持3颗3.2亿像素摄像头同时拍摄

影像已经是如今用户在智能手机上使用最多的功能之一，其重要性也是不言而喻的。天玑9000配备了升级的第7代Imagiq ISP，采用硬件级3核设计，具备更出色的多摄并发能力，处理速度高达90亿像素/秒，首发支持8K AV1视频解码，支持最高WQHD+@144Hz刷新率屏幕，FHD+ @180Hz触控采样率，支持HDR10+显示。

天玑9000支持最大3.2亿像素单摄，18-bit 3-exposure video HDR支持3路4K HDR视频同时拍摄，也就是说可以同时驱动三枚摄像头，以每秒处理 270 帧，每帧曝光三次的方式，融合出动态范围高达18bit（相当于传统单反4096倍）的高品质HDR视频，这对于移动 SoC 来说是当前世界上最高的计算能力。这一功能显然满足了目前顶级旗舰手机普遍采用的多主摄设计，还能带来更接近人眼的出色动态范围表现，在动态图像捕捉、大光比场景等都能带来更好的影像表现。

同时，结合AI运算能力的大幅增强，还能为照片的降噪和优化提供更大的空间，以下是和iPhone 13样张细节的对比。

同时天玑9000还将Imagiq ISP通过VSE（Video Steam Engine）与APU进行了更紧密的结合，相比以往仅通过DRAM通讯方式，能减少17%的带宽消耗，将延迟进一步降低33ms。联发科称之为视频流引擎（Video Stream Engine）。

视频流引擎能够将应用程序的功耗降低 17%，并且还将处理过程中的延迟减少 33 毫秒。

支持3GPP R16标准

在大家关注的5G方面，新的MediaTke M80基带基于最新3GPP R16标准，支持超级上行，包括补充上行和上行载波聚合两种技术方案，速率更快。支持Sub-6GHz 5G全频段网络，是世界首款支持300MHz 3CC多载波聚合下行，理论下载速率可达7Gbps，是R15中2CC的1.5倍；支持R16标准超级上行，速率是R15中2CC的3倍。

同时，天玑9000相比当前旗舰连接功耗降低32%，高速连接下功耗也有27%降低。

据介绍，截止目前，联发科在5G的互操作性测试方面已经覆盖 37 个国家，全球的100多家运营商。不同国家和地区目前拥有不同的 5G 网络频段，这意味着联发科的 5G几乎可以覆盖全球。

天玑9000在连接性能方面，支持Wi-Fi 6E（6GHz）2×2 MIMO和160MHz频宽，业界首发支持蓝牙5.3标准，即将到来的蓝牙 LE Audio（双链路真无线立体声音频）。还拥有全面的全球卫星定位能力，支持包括GPS（L1/L5），Galileo（E1/E5a），Glonass，北斗（B1i/B1c/B2a），NavIC，QZSS在内的全部卫星定位系统。

5G SoC大战在即

量产商用时间方面，这颗芯片有望于明年Q1量产商用，预计小米、OPPO、vivo等品牌会使用。搭载天玑9000的安卓手机是什么价位目前还无法确定，但redmi负责人卢伟冰透露“1999元只够买一颗天玑9000芯片”，再加上其余零部件和软性成本，明年估计搭载天玑9000的安卓手机价格要大涨。

有意思的是，在一周后，高通将发布的新一代旗舰芯片“骁龙8 Gen 1”也会采用4nm工艺，过去两家在手机SoC领域的激烈竞争也加速这个行业的推陈出新。2020年下半年，联发科首次在市占上超越高通，至今为止已经连续4季度称霸手机SoC市场，市占超40%。这次新品发布联发科可谓先声夺人，对手旗舰推出后能否继续保持领先优势，本刊将持续关注。

联发科成绩总结和未来展望

在最后的问答环节，蔡力行还对近年来联发科取得的成绩进行了总结，并对未来进行了展望。

2019 年11月，联发科发布了旗下第一个 5G SoC——天玑1000；2020年，发布了第一款 6纳米5G SoC；“今天发布的旗舰 5G SoC 天玑9000，是我们在通信、人工智能、多媒体等领域多年来积极和持续技术投资的成果，这些先进技术也将持续贯穿我们多元的产品线。”他说到。

据预计，2021年营收预计将达170亿美金，约为2019年80亿美金的2倍，净利估计达到2019年的5倍。两年前峰会时的股价与昨日相比也成长了2.6倍。

2021 年第一季至第三季，联发科所有的业务线和收入组都实现了非常强劲的营收增长，60%的年成长远超过半导体行业整体的23%。蔡力行表示，这一切都得益于公司广泛产品组合带来的均衡结构性全面成长，以及跨产品组合的强力成长，主要包括以下几方面：

移动通信：5G 换机潮和高端机的扩充，全球市占率获得提升，包括美国及欧盟等地区

物联网、计算和 ASIC： Wi-Fi 6 升级，Chromebook笔记本电脑，进入新产品领域，例如笔记本电脑、CPE、ASIC 新项目。

智能家居：更好的产品组合，面向更高分辨率和支持AI的智能电视产品。

电源管理芯片：在 5G 和 Wi-Fi 5-6 升级中需求大幅增长。

鉴于云计算持续成长，终端设备也倍数成长，低功耗的需求会越来越高。据悉，今年联发科投资了33亿美金于高性能计算、无缝连网、低功耗，先进工艺以及封装技术。“我们在边缘计算和连网方面拥有领先地位，例如提供卓越游戏体验、暗光拍照和录像、8K电视/显示以及Wi-Fi相关技术的各式应用等，这也都是元宇宙所需的技术元素，以上是我们现在及未来成长的基础，带给我们很多的机会，所以对未来成长很有信心。”蔡力行说到。

鸣谢：欧阳洋葱

责编：Luffy Liu