即使不算是消費電子發(fā)燒友 ，近兩年應(yīng)該也知曉「火龍」這個梗。

▲ 圖片來自：《權(quán)力的游戲》

主要原因還是在近幾代 Android 旗艦芯片接連在功耗上「翻車」，高性能往往伴隨著高能耗，隨之也伴隨著手機熱量陡升。

如此帶來了一個好處和一個壞處。好處是，廠商們「散熱」水平越來越高，壞處是，芯片調(diào)校上也越發(fā)保守，以及更低的溫控墻。

在持續(xù)高性能的壓榨下（比如跑個《原神》），基本上在 10~15 分鐘，產(chǎn)品們都會主動降低芯片超大核的頻率，倘若溫度依然高升，接下來限制發(fā)揮的就是大核心。

反過來說，用上更先進工藝的旗艦芯片，在日常狀況下，應(yīng)該有續(xù)航上的提升才對。

但在使用中，續(xù)航的提升卻是「灑灑水」，成效不大，全靠高功率快充來續(xù)命。

另外，還有一點，近來三星代工廠 4nm 工藝不穩(wěn)定，也算是一個原因。自家的 Exynos 2200 旗艦芯片也出現(xiàn)了表現(xiàn)不佳的狀況，并非有意為之。

于是，「深受其害」的高通，在剛剛公布的驍龍 8+ Gen1 Soc 上，也高調(diào)的宣布用上了臺積電 4nm 工藝，并在 PPT 里直接寫明性能提升 10%，功耗降低 30%。

似乎，Android 旗艦芯片表現(xiàn)的差，都因為三星 4nm 工藝「太菜」了，所以臺積電就是「救兵」么？

臺積電 4nm 不過是一塊「遮羞布」

臺積電與三星，幾乎是世界上先進制程芯片生產(chǎn)的兩大寡頭。二者幾乎霸占了世界上 10nm 以下芯片生產(chǎn)的市場。

▲ 圖片來自：wccftech.com

幾年之間，從 10nm 一直競爭到 4nm，并且它們也在瘋狂氪金建造 3nm 產(chǎn)線和代工廠，競爭正在愈演愈烈。

與臺積電純代工廠不同，三星是一家集自主設(shè)計芯片、生產(chǎn)芯片以及 Exynos 自有芯片的垂直整合制造（IDM）企業(yè)。

10 年前，三星是要領(lǐng)先于臺積電，蘋果的 A4 芯片也是魔改自三星 Exynos，并由其代工。

由于三星特殊的身份，加上屏幕和內(nèi)存都要依賴三星，風(fēng)險過高，蘋果便開始扶持臺積電，進而轉(zhuǎn)移風(fēng)險。

歷經(jīng)曲折，臺積電新建產(chǎn)線，調(diào)撥專業(yè)團隊，最終拿下了蘋果 A8 芯片的獨家代工，加上 iPhone 6、6 Plus 的空前熱銷，促使臺積電從中獲益頗豐。

后續(xù)，蘋果的 A 系芯片開始與臺積電綁定，并通過資源傾斜幫助其發(fā)展。如今，蘋果的 A 系、M 系芯片全部由臺積電代工，并成為優(yōu)先級最高的客戶，沒有之一。

▲ 臺積電與蘋果深度綁定. 圖片來自：appuals.com

與此同時造就了臺積電芯片代工高穩(wěn)定性的「神話」。

5nm、4nm 均落后于臺積電的三星，并沒有氣餒，而是梭哈了一把。對外宣稱了一筆 133 萬億韓元（約 8000 萬億元）的投資，劍指 3nm 制程，并借此成為世界最大的 SoC 制造商。

▲ 圖片來自：三星

并且，放棄 FinFEET 技術(shù)，而是一步到位到 GAAFET 晶體管技術(shù)，從而實現(xiàn)對臺積電的反超，成敗在此一舉。

回到當(dāng)下，三星的 5nm、4nm 晶圓密度和工藝的穩(wěn)定性都不如臺積電，因而反饋到旗艦芯片上來說，確實會有一定的差距。

今年年初的聯(lián)發(fā)科天璣 9000 便采用的是臺積電 4nm 工藝，1+3+4 的三叢架構(gòu)中的 Cortex-X2 超大核（3.05GHz）、A710 大核心（2.85GHz）、A510 中核心（1.8GHz）的頻率均遠(yuǎn)超高通驍龍 8 Gen1。

理論上，它有著更高的性能，和更好的能效比，就是一枚完美的旗艦芯片。

只不過，苦等幾個月，當(dāng)搭載天璣 9000 的旗艦們上市后，真實的能效表現(xiàn)其實與高通版相差不大，倘若不去仔細(xì)對比的話，可能根本察覺不出。

而此次高通高調(diào)的宣傳，采用臺積電 4nm 工藝驍龍 8+ Gen1 會有著更佳的表現(xiàn)時，我其實并沒有報以多高的期待。

▲ 驍龍 8+ Gen1 發(fā)布后，許多廠商的「超大杯」也要回歸了，重頭戲來了

鑒于驍龍 8+ Gen1 全面的超頻（Cortex-X2 3.2GHz + A710 2.75GHz + A510 2.0GHz），絕對性能會有所提升，至于提升多少還得看廠商們的調(diào)校，能效也是如此。

如此，臺積電的 4nm 制程工藝，對旗艦芯片的表現(xiàn)更像是一塊「遮羞布」，蓋住的其實是 Arm 極其孱弱的公版新架構(gòu)。

Arm 公版架構(gòu)才是「罪魁禍?zhǔn)住?/span>

十年之間，Arm 共更迭了 9 版架構(gòu)，最新的 Armv9 相對來說是一次重要的指令集升級。

隨著指令集的升級，Arm 也對外公布了公版的 CPU IP，也就是我們在驍龍 8 Gen1 和天璣 9000 上看到的超大核心 Cortex-X2、大核心（性能核心）Cortex-A710 和中核心（效能核心）Cortex-A510。

▲ 圖片來自：Arm

公版的 CPU 架構(gòu)依然采用三叢架構(gòu)，即 1+3+4。它算是此前 big.LITTLE 架構(gòu)的進化版。目的無非就是「合適的核心做合適的工作」，以此來提升能效。

大小核混用的架構(gòu)，現(xiàn)在也被廣泛的運用在 X86 和 Arm 架構(gòu)的桌面級和移動端 CPU 之中。

▲ Intel 12 也采用了 P+E 的混合架構(gòu)

Arm 公版的三叢架構(gòu)，如果各司其職的話，超大核 X2 提供的是絕對性能，大核心 A710 分擔(dān)的是日常的性能需求，而中核心 A510 則以低功耗完成相應(yīng)任務(wù)。

三個核心，各有用途，設(shè)計和調(diào)用上也應(yīng)有所傾向。

Cortex-X2，它就是 X1 的全面優(yōu)化版，L3 的緩存翻倍至 8MB，緩存區(qū)增大，優(yōu)化通信延遲，進而獲得了 16% 的 IPC 提升（也可以理解性能）。

▲ 超大核提升明顯. 圖片來自：Arm

從后續(xù)的產(chǎn)品中，驍龍 8Gen1 和天璣 9000 在性能全開的情況下，的確相比驍龍 888 有著更好的表現(xiàn)，同時功耗也沒有「爆炸」。

算是用高功耗換取了高性能，很合理。

但大核心和中核心，就有很大的問題，而導(dǎo)致旗艦芯片頻繁翻車的也是這兩個有著全新「名稱」的核心。

Cortex-A710，并沒有采用更新的架構(gòu)，依然是經(jīng)典 A78 的優(yōu)化，稱之為 A79 可能更為準(zhǔn)確。

Anandtech 對這個新名號直呼為「an interesting marketing tidbit（好一個營銷手段）」，A710 的表現(xiàn)也就不言而喻了。

▲ 高能耗高性能. 圖片來自：Arm

Arm 的 PPT 上，A710 有了 10% 的性能提升，同時也優(yōu)化了 30% 的能效。不過，從曲線上來看，高出的性能，多位于高能耗部分，且是通過 L3 緩存翻倍（8MB）獲得。

能效的優(yōu)化，不過是縮減了 A710 核心的分發(fā)吞吐量（由 6 縮減為 5），而并非是架構(gòu)的優(yōu)化而來。

▲ 請勿模仿. 圖片來自：tenor

A710 是 A78 的優(yōu)化版，而 A78 則是 A77 的超頻版。Arm 大核心的設(shè)計團隊幾年之間，依然在挖掘 A77 架構(gòu)的潛力，只是 A78 達到架構(gòu)甜點頻率之后，A710 的能效比就暴雷了，尤其是當(dāng)系統(tǒng)需要高性能但不足以切換到 X2 超大核時，功耗直接起飛。

甚至，Arm 直接采用 4nm 的 A78 配合 X2 超大核，或許會有更好的結(jié)果。

作為大核心的 A710 更需要的是性能，而非是朝著能效設(shè)計，Arm 方向錯了。

▲ 全新設(shè)計的 A510. 圖片來自：Arm

相對來說，Cortex-A510 中核心，實打?qū)嵱玫氖侨略O(shè)計架構(gòu)。且與 X2、A710 兩個核心設(shè)計的奧斯?。ˋustin）團隊不同，是由劍橋（Cambridge）團隊擔(dān)綱設(shè)計。

A510 架構(gòu)采用了許多創(chuàng)新的設(shè)計思路，比如用上了「超線程」，共享 L2 緩存，同時 L1、L2、L3 帶寬增加為 A55 的兩倍，由此浮點性能提升了 50%，整數(shù)運算也有了 35% 的提升。

只不過，A510 依舊采用的是「順序執(zhí)行」，而非是蘋果 A 系列芯片中能效核心的「亂序執(zhí)行」。為了防止指令等待時間，A510 的前端增加、緩存翻倍、后端也被擴大。

▲ 有些誠實的 Arm，注意縱軸是能耗. 圖片來自：Arm

設(shè)計的思路也較為明確，就是為了更好的「性能」。只是最終的結(jié)果，卻收效甚微。

從 Arm 的 PPT 來看， A510 只有在高功耗的情況下，才得到比 A55 更好的性能。

而在能效核心重點關(guān)注的低功耗上，卻難與 A55 拉開差距，甚至還有些「開倒車」。

▲ 請勿模仿. 圖片來自：tenor

整體來看，Arm 近年主打的三叢架構(gòu)之中，只有 Cortex-X2 超大核是比較正常的更迭，大核心 Cortex-A710 關(guān)注能效，而中核心 Cortex-A510 卻開始關(guān)注峰值性能，屬實有些舍本逐末。

Arm 公版 CPU IP 尚且如此，就別指望在此基礎(chǔ)上加以修改的旗艦芯片，能帶來多好的表現(xiàn)了。

不肯擁抱 64 位的大廠 app 生態(tài)，也得出來背「鍋」

Armv9 發(fā)布之后，還有最大的一個改變，就是徹底拋棄 32 位應(yīng)用，全面擁抱 64 位應(yīng)用。

也就是說，三叢架構(gòu)之中，理論上所有的核心均不再支持 32 位應(yīng)用，但為了中國市場的 Android 應(yīng)用環(huán)境，Arm 特批 A710 中核心兼容 32 位應(yīng)用。

也就是說，當(dāng)你開啟 32 位 app 后，會強制調(diào)用 A710 這顆高能耗的核心，并一直保持活躍，即使你只是關(guān)屏聽個歌而已。

其實，從 Armv8 開始，Arm 就在推進 64 位應(yīng)用，同時 Google 商店也在 2019 年 8 月就規(guī)定新程序必須支持 64 位應(yīng)用。

而國內(nèi)很多大廠 app 一直沒有做出改進，許多常用的 app，像是支付寶、QQ、網(wǎng)易云依然還是 32 位，何時推出 64 位版本也未有計劃。

另外，很多國產(chǎn) Android 廠商的軟件商店也沒有相應(yīng)的 64 位 app 分區(qū)，32 位、64 位 app 混用。

不過，OPPO、vivo、小米已經(jīng)開始推行 64 位 app 的普及，第一階段便是限制新上架的 app 必須為 64 位。至于常用的 app 們，暫時還未有相關(guān)的舉措放出。

近幾年 Android 旗艦芯片頻繁出問題，最根本的是 Arm 公版架構(gòu)的設(shè)計方向有違三叢架構(gòu)的本意，以及國內(nèi)大廠不積極擁抱 64 位 app 導(dǎo)致。

至于是臺積電還是三星，是天璣還是高通，在設(shè)備端這里，它們的區(qū)別遠(yuǎn)沒有 PPT 上的那些數(shù)字大。