首发2023-09-05 22:50·科技解析站

从Mate60Pro上市销售至今已经过去7天了，关于它采用的麒麟9000S处理器架构已经被专业人士分析清楚了。

Techinsights拆解分析后确认麒麟9000S采用中芯国际N+2工艺

以下是根据公开资料做的麒麟9000S和麒麟9000结构设计简要分析：

麒麟9000S的CPU采用8核心设计，具体是1个2.62GHz的自研泰山超大核心+3个2.15GHz的自研泰山大核心+4个1.5GHz的A510小核心。其中，自研的泰山核心支持超线程，因此其CPU实现了8核心12线程，L3缓存4MB，系统缓存4MB，GPU为Maleoon 910 4CU，GPU频率750MHz。

麒麟9000的CPU也是8核心设计，具体是1个3.13GHz的A77超大核心+3个2.54GHz的A77大核心+4个2.05GHz的A55小核心，并不具备超线程功能，L3缓存4MB，系统缓存8MB，GPU为Mali-G78 24核心，GPU频率759MHz。

加拿大专业拆解机构拆解研究后认为麒麟9000S采用的并不是N+1工艺，而是N+2工艺，功耗测试表明它的低频功耗比相当于台积电6纳米工艺。电镜图扫描发现麒麟9000S裸片面积为107平方毫米，比麒麟9000大2%，晶体管密度比N+1工艺大10%，即97.9Mtr/平方毫米，而麒麟9000采用的台积电5纳米制程工艺晶体管密度则高达171.3Mtr/平方毫米。考虑到缓存部分会浪费部分面积，实际晶体管密度介于85%～95%之间，预计麒麟9000S晶体管数量约为90～100亿。考虑到麒麟9000S缓存较小，损失不大，大概率接近95亿，比麒麟9000少60亿左右。

虽然晶体管数量比麒麟9000少了60亿左右，但极客跑分测试结果表明麒麟9000S性能比麒麟9000更强！

多款手机SOC的GeekBench 5 CPU跑分测试对比

晶体管数量少了那么多，主频还更低，麒麟9000S性能却更强，究竟是怎么做到的？

总体思路就是通过硬件、架构、操作系统改进来达到预期目标。

一是减少部分晶体管，但尽可能不影响性能和功能发挥。

1、提高基带设计水平，用原来30%左右的晶体管数量做到差不多的功能，预计可减少30亿个晶体管。

麒麟9000基带包括4G模块和5G模块，而麒麟9000S基带没有4G和5G之分，而是高度集成的。这需要在逻辑算法上做重大改进才能做到。

麒麟9000S（左）与麒麟9000（右）功能模块对比

麒麟9000采用的台积电5纳米工艺，晶体管密度约为173Mtr/平方毫米，而麒麟9000S采用的制程工艺仅比N+1工艺高10%，即只有97.9Mtr/平方毫米。

通过两者的面积对比可以看出，麒麟9000S的基带部分面积仅为麒麟9000的4G和5G基带总和的一半左右。由于麒麟9000S的晶体管密度仅有大约0.95亿/平方毫米，而麒麟9000却能达到1.5亿/平方毫米，因此麒麟9000S的晶体管数量仅有麒麟9000的30%左右。仅这部分就节省30亿左右的晶体管。

2、GPU模块用更高效的自研架构设计替代低效的G78，预计可减少15亿晶体管。

麒麟9000S采用的是自主研制的Maleoon910 GPU，仅有4个核心，而麒麟9000采用的是公版G78 GPU，核心数量高达24个。

从对比图可以大致看出麒麟9000S的Maleoon910GPU模块面积和麒麟9000的24核G78GPU模块面积差不多。简单估算，这部分大概可以节省大约一半的晶体管，即大约15亿左右的晶体管。

3、DSP、ISP、NPU、缓存均做了精简提升，预计可减少15亿晶体管。

从面积来看，麒麟9000S的DSP、ISP、NPU模块晶体管数量均低于麒麟9000。而缓存方面，麒麟9000S同样比麒麟9000更少，但这部分过少会对CPU性能造成较大影响，预计今后会有更大缓存的高性能版本。

这几部分晶体管总数预计也可节约15亿左右。

麒麟9000和麒麟9000S功能模块示意图

除此之外，麒麟9000S的CPU部分的晶体管数量预计与麒麟9000相当，但是运行主频更低，限制了性能进一步提升。

二是优化架构设计，提高晶体管运行效率。

麒麟9000S全面采用自研架构设计，有消息称其CPU的大核、中核基于鲲鹏930服务器处理器的泰山核心衍生而来，因此也继承了它的超线程设计。超线程设计的好处就是可以提高晶体管利用率，从而提升性能，但是代价是功耗比也会略微下降。这种设计的好处是可以将处理器面积做得更小，有利于提升良率，降低生产成本。麒麟9000S超线程可提升21%的性能，但是功耗要增加24.3%左右。

小核依然采用Arm于2021年发布的A510，估计也是看中其优秀的功耗比和更优的应用生态。

三是优化操作系统，尽可能提高运行效率。

测试表明，在少15亿左右晶体管的前提下，麒麟9000S的GPU性能仍与麒麟9000相当，这意味着华为自研Maleoon910 GPU效率远超Arm的玛丽GPU！这似乎不大科学，事实上华为自研GPU之所以效率这么高，根本原因在于有华为自研鸿蒙系统加持，其运行时的效率损耗远低于安卓系统。

CPU方面，虽然晶体管数量并未明显减少，但缓存却更少，运行主频也大幅度低于麒麟9000，但麒麟9000S最终单核性能却差不多，多核性能却高7%。这点同样不科学，因为Arm公司在CPU架构设计方面功力十分深厚，苹果公司甚至花费重金要挖它的架构师。华为在CPU方面的设计水平很难大幅度超越它，能比它略好就不错了。因此仅靠自研架构，在主频低这么多的前提下，性能要大致相当，可能性很小。这说明华为自研鸿蒙系统也会给予麒麟9000S不小助力。

官方网站查到的SOC GeekBench5跑分测试结果

综上所述，我们认为华为麒麟9000S跑分之所以这么高，除了其本身设计更优秀之外，操作系统更高效也是很重要的原因。

当然，如果不考虑良率和生产成本，麒麟9000S本身也仍然有很大的优化提升空间，例如增加麒麟9000S缓存，增加GPU核心数量，同时适当降低运行主频。这么做可提升其CPU跑分和GPU跑分，同时还能提升GPU功耗比。

以华为这家公司的性格来看，它大概率不甘心只量产仍有很大提升空间的麒麟9000S，预计还会有性能更强的型号在未来3个月内发布。

不管怎么说，麒麟9000S的问世着实让国人出乎意料！一是麒麟9000S量产标志着我国已经打通相当于台积电6纳米的制程工艺，远超多数国人原来预计的28纳米制程工艺；二是麒麟9000S的自研架构设计水平远超国人预计；三是鸿蒙系统运行效率远高于安卓系统，远超国人预计。

央视关于华为新手机的直播节目评论区一片和谐

由于制程工艺已经逼近物理极限，继续发展难度越来越大，成本越来越高，进步速度越来越慢，只要造出EUV，我国的追赶速度必将十分惊人。有朝一日，如果我国能够在处理器制程工艺追上国际最先进水平，那么华为的处理器性能必将大幅度超越国外竞品。相信这一天用不了多久！