麒麟950性能解析 16nm工艺力战骁龙三星

（原标题：麒麟950性能解析 16nm工艺力碰骁龙三星）

赶在高通骁龙820之前，11月5日华为抢先发布了麒麟950芯片，同时也为本月底华为Mate8的亮相做准备。直接跳过20nm制程，麒麟950首次采用了性能和功耗优势兼具的16nm FinFET plus工艺SoC芯片，节省超过70&的能耗，性能方面采用业界领先的4*A72+4*A53 big.LITTLE架构设计以及MaliT880(主频900MHz)图形处理器，最高主频2.3GHz，内置i5智能感知协处理器，图形生成能力提升100%，安兔兔跑分显示跑分高达82000，性能上重新树立国产芯片标杆，同时在高端手机市场进一步冲击高通810和三星Exynos 7420。

麒麟950性能解析  16nm工艺力碰骁龙三星

麒麟950主要规格

16纳米FinFET尖端工艺

海思从2013年底开始了麒麟950的立项，一开始就面临两难选择，28nm工艺已经在麒麟上延续多代，竞争对手骁龙810的20nm和三星Exynos 7420的14nm均已量产商用，海思必须在工艺上更进一步，起初麒麟950考虑使用台积电20nm工艺，发现虽然晶体管密度有近一倍提升，单位面积功耗却有1.5倍的上升，背离了海思高效低耗的初衷，最终在和台积电紧密合作之后，麒麟950决定挑战工艺复杂度大幅增加的16nm FinFET plus晶体管技术。

传统晶体管结构中，控制电流通过的闸门，只能在闸门的一侧控制电路的接通与断开，属于平面的架构。在FinFET的架构中，闸门成类似鱼鳍的叉状3D架构，可于电路的两侧控制电路的接通与断开。这种设计可以大幅改善电路控制并减少漏电流(leakage)，也可以大幅缩短晶体管的闸长。14nm的xynos 7420采用的就是这种结构设计。

安兔兔跑分破8万

16nm FinFET plus工艺做到了性能功耗的优势兼具，单芯片集成的晶体管数目从20亿个增加到30亿个，是TSMC 28HPM的两倍，工艺性能提升65%，同时节省70%的功耗，相比20SoC工艺，性能提升40%，功耗节省60%。

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选择16nm FinFET plus工艺

但是整个工程难度成倍提升，首先是FinFET中晶体管结构变形为3D结构，由此带来了更为复杂的3D模型以及更容易产生的寄生效应；其次金属互联难度成倍提升，设计规则也从此前的10000+条增长至近40000条。为了实现商用，麒麟芯片团队和台积电在16nm上展开摸索，共同推动了16nm先进工艺的量产成熟，并于2014年4月实现首次投片，并于2015年1月实现量产。

值得一提的是今年8月份麒麟950就已实现稳定量产，在剔除离子污染带来的硅纯度不稳定和金属互联不稳定威胁后，良品率已经从20%提升至了80%，采访中台积电也表示作为先导合作伙伴，无需担心海思产能问题，也就是说一旦华为Mate 8上市，至少在芯片供应上不会拖后腿。

A72+MaliT880 领先的ARM架构

性能方面麒麟950采用了业界首个4*A72+4*A53 big.LITTLE架构设计以及全新一代的MaliT880(主频900MHz)图形处理器。ARM公司于今年2月份推出了A57的继任者A72，得益于先进的工艺，A72核心频率更高，可以达到2.5GHz，ARM提供的数据表明，A72核心在16nm FinFET工艺下，2.5GHz频率运行时功耗只有750mW。性能方面ARM Cortex A72核心相比A57提升11%，功耗降低了20%，能效比综合提升30%。

A72+MaliT880 领先的ARM架构

性能和功耗上华为拿麒麟950和骁龙810以及三星Exynos 7420进行了两项横向测试——Boost突发性能测试以及高频持续性能。Boost性能对比是测试CPU在应对高复杂运算时能够调用的性能，主要考验单核，麒麟950要比A57的三星Exynos 7420高出22%；在3.5W散热能力约束条件下三种不同架构芯片的高频持续性能也不尽相同，主要考验芯片的散热能力。散热能力不足情况下维持芯片的高位运行不仅会导致手机发热也会让芯片主动关闭处理器，所以持续性也是测试芯片性能的指标之一，这里麒麟950依然要比对手高出56.5％。

两大性能测试标准对比

GPU方面祖传MaliT628MP4退役，用性能更为强劲的MaliT880图形处理器取而代之，其主频高达900MHz，基于16nm FinFET+工艺的Mali-T880在同频率下性能是Mali-T760的1.8倍，同时功耗减少40%。与麒麟930相比，麒麟950图形生成能力提升100%，GFLOPS提升100%。存储性能方面，麒麟950支持双通道LPDDR4内存、UFS 2.0、eMMC 5.1、Category 10 LTE、USB 3.0、蓝牙4.2以及最高4200万像素摄像头模块等顶级标准。

MaliT880

值得一提的是为了进一步优化用户的实际使用体验，麒麟950使用高速摄像机以每秒10000帧的速率捕捉手机操作的每一个细节，最终确定了影响用户体验的三大关键——启动速度、操作响应以及滑动帧率。发现快速响应的体验取决于CPU的Boost性能，用户触发操作时CPU占用率会在瞬间升至近70%，手机必须做到100毫秒响应才能不会给用户造成运行速度慢的感受。流畅则取决于芯片的持续性能，一般工作状态下需要确保每一帧绘图在1/60秒内完成，才不会有卡顿的体验。

解决卡慢 智能Boost调度算法

了解造成手机卡顿和变慢的因素之后，麒麟950在性能之上加入了启发式智能调度算法，针对不同的使用场景采取不同的响应方式。比如智能Boost可以在需要Boost的地方，进行基于场景负载预测和智能探针技术的预判，提供多种百ms级的Boost响应，完成后迅速收回。根据负载预测，灵活将负载分担给DSP、GPU、大／小／微核以及专用IP上提升能耗比；针对Android关键流程进行优化改进，发挥多核优势，减少串行等待。最终做到在不积累额外热量的同时，提升用户的实际性能体验。

解决卡慢 智能Boost调度算法

功耗方面麒麟950运行在一块3500毫安时的电池时，也做到了续航的全面提升，普通用户的手机续航能力提升了10小时，可以达到两天的使用时间。

新智能感知处理器i5

协处理器方面麒麟950拥有全新升级的i5，i5采用了最新的M7核心，性能比M3提升4倍。作为麒麟950大小核架构的一部分，i5将二代中主CPU架构中的融合运算能力搬运到了自己身上，在不用唤醒主CPU的情况下自己就可以进行部分计算；i5还可以与大核A72、小核A53协同共享资源，由主系统进行智能调度，在需要主CPU工作的场景下，处于感知状态下的i5克迅速唤醒主CPU，进而缩小CPU的启动时间。值得一提的是i5仍然可以在1%电量时持续搜集来自各个传感器的数据，以极低的功耗让手机处于Always Sensing状态。

芯片级智能定位

另外麒麟950还推出了新一代的融合定位机制，主要应对城市复杂的信号场景，比如隧道中无法定位、高楼林立时造成定位凌乱以及造成多次无意义搜星的功耗提升。基于麒麟芯片的新一代融合定位机制FLP（Fused Location Provider）可以做到智能判断场景和运动状态，用于调动不同的定位源，为我们提供合适的定位结果。

芯片级智能定位

实际体验中解决GPS信号不好时定位离散漂移的问题；没有GPS信号时可以段时间持续定位并做到增加轨迹记录功能；在GPS信号断续以及多路径情况下光标做到持续定位不跳变；提供持续方向指引用户持续方向不迷失。实现超低功耗解决方案，FLP功耗从90mA降到6.5mA，功耗降幅超90%。

自研ISP带来突破性拍照性能

在处理器升级的同时，麒麟也虚心接受用户的批评，比如“麒麟芯片万年GPU”、“拍照对焦太肉”，现场海思CTO艾伟承认作为一家年轻的厂商，在很多领域受限，比如ISP技术。为了解决这些不可控顽疾，麒麟950还首次商用了自家ISP技术，目前麒麟950支持14bit双ISP，吞吐率为960MPixel/s,支持混合对焦技术，可以根据拍照场景自适应选择最佳对焦方式，实现快速精准对焦。

突破性拍照性能

摄像头方面支持前后同时1300万像素传感器，最大可以支持3200万像素摄像头拍摄。基于芯片的人脸检测技术可以做到最高35张脸的连续识别跟踪能力，同时做到拍照时人脸肤色的真实还原。以下是即将发布的华为Mate8和iPhone6s的拍照盲测对比，左侧iPhone6是，右侧华为Mate8，这些场景中麒麟950的表现更优秀。

盲测优于iPhone6s

自研射频芯片支持更广泛全球漫游

最后麒麟950还加入了新一代自研射频芯片，能够实现原来两颗射频芯片的功能，单芯片支持载波聚合功能，支持的频段更宽（450MHz－3.5H），助力手机更广泛的全球漫游。另外它依旧只支持LTE Cat6,最高支持300Mbps的下行速度,华为解释称更高的网路速度对于目前的运营商服务是无法实现的，所以网络方面麒麟950依旧跟随运营商的服务能力而设定，同时也最大程度上对载波聚合的频段进行组避免不必要的浪费。

麒麟950全新架构

研发投入不足 麒麟不会走出去

大会上艾伟先生对麒麟处理器取得的成就和未来发展做了一些总结和展望，主要总结为以下5点

1、麒麟芯片将从920开始全线支持4G＋网络，目前中国使用的4G＋手机中有50％以上采用麒麟芯片；

2、提供更好的“悦音”通话，随着中国移动推动VoLTE的商用，麒麟9XX平台全系列支持VoLTE，语音带宽和采用率提升一倍，通话延迟大幅缩短，视频通话质量提升10倍。

3、在中国移动近期各省宣布商用的VoLTE终端中，基于麒麟920芯片的Mate7成为标杆机型。

4、运营商的质量报告中显示搭载麒麟芯片的整机稳定性排名第一。

5、麒麟芯片终端出货量已经超过5000万。

现场海思和台积电代表也回答了记者的一些问题，对于用户比较关心的海思是否会走出去，让其他厂商搭载其芯片，华为表示华为营收10%的收入投入到研发当中，但依旧处于投入不足的状态，没有精力和人员为其他厂商调试和匹配，在没有强有力的研发团队支撑的情况下，海思处理器不会“贸然”走出去。另外可以肯定的是本月底发布的华为Mate8将搭载全新的麒麟950.