業界至強中端晶片：7nm製程，自研NPU！解析麒麟810五大重磅亮點

在6月21日華為nova 5系列新品發布會上，何剛登台發布麒麟810處理器。

這枚極具競爭力晶片的重新定義中端處理器，具有如下領先特性：

l 頂級7nm製程工藝向下普及，使華為成為全球首個同時擁有兩款7nm SoC晶片（麒麟980+麒麟810）的手機品牌。

l 極致運算性能，CPU、GPU全面超越高通「次旗艦」晶片——驍龍730。

l 頂級AI與ISP能力，自研NPU、ISP足以對抗高通「旗艦」晶片——驍龍855。

下面我們將從7nm工藝製程、自研達文西架構NPU、Cortex-A76 CPU、Mali-G52 GPU、自研第四代ISP五個方面，深度解析麒麟810晶片。

01 業界最領先的台積電7nm工藝

工藝製程即半導體的製造工藝，它直接影響晶片的性能和功耗。

先進工藝意味著更高的電晶體密度、更快的速度，同時漏電率更低、能效比更高。

麒麟810採用與麒麟980、蘋果A12、驍龍855相同的7nm製程半導體工藝，成為世界上第4款基於7nm工藝的手機SoC。

l 與10nm工藝相比，7nm工藝電晶體密度提升64%、能效提升28%。

l 與8nm工藝相比，7nm工藝電晶體密度提升50%，能效提升20%。

然而頂級工藝並不便宜，7nm背後是高昂的流片成本。

即便定位「次旗艦」晶片，驍龍7系列依然採用漸進式的演進，即：驍龍710（三星10nm LPP）>>驍龍712（三星10nm LPP）>>驍龍730（三星8nm LPP）。

麒麟810的出現打破了旗艦晶片對先進工藝的壟斷，首次在中端市場商用7nm製程，其底氣在於華為終端強大的鋪貨能力。

儘管流片成本高，但是晶片越走量，邊際成本越低。

最具說服力的案例便是麒麟970晶片，它覆蓋從1000+到10000+的價位區間，不僅擠壓高通驍龍845的空間，更形成對驍龍6系列、7系列的降維打擊。

根據旭日大數據發布的手機CPU出貨量排行榜（2018年4月），麒麟970成為當月出貨量最高的旗艦晶片（410萬），遠高於競品驍龍845（168萬）。

l 麒麟970發布於2017年9月，首次商用在華為Mate 10系列之上（2017.10），隨後分別應用於榮耀V10（2017.11）、華為P20系列（2018.3）、榮耀10（2018.4）。

l 驍龍845發布於2017年12月，首次商用在三星S9系列之上（2018.2），隨後分別應用於Xperia XZ2（2018.2）、小米MIX2S（2018.3）、黑鯊遊戲手機（2018.4）。

儘管麒麟970與驍龍845的出貨相隔近半年，但此時驍龍845已交付給最大客戶三星、並處於S9最重要的上市期。

在全生命周期內，麒麟970齣貨不僅壓過驍龍845，還劍指腰部力量驍龍6系列、7系列，其流行程度給高通留下了巨大的心理陰影。

如果說麒麟970創造了另類成功，那麼麒麟810則已撥雲見日。

旗艦晶片位於金字塔尖，技術頂尖但出貨量少，麒麟810則瞄準中端腰部市場，用海量出貨化解7nm帶來的額外成本，對於產品上市窗口、價格分區具有里程碑意義。

02 全新自研NPU首秀，達文西架構一鳴驚人

在手機AI領域，華為手機是第一個吃螃蟹的勇士。

早在麒麟970時代，華為對於AI的預判有兩點：一是端側AI應用場景將會越來越多，二是需要AI專用處理單元。

這兩點預判成為了現實，如今已落地的AI用例有場景識別、識圖購物、AI美體、AI人像留色、主角故事集、卡路里識別等等，並且NPU（神經網絡單元）也已成為主流。

事實上所有運算都能由通用處理單元CPU計算，為什麼還要有獨立的專用處理單元NPU？這是因為不同處理器適用於不同數據類型，性能與效率各不相同，需要對症下藥。

l 1D數據，如指令、邏輯運算，最適合CPU計算；

l 2D數據，圖形渲染，最適合GPU計算；

l 3D數據，Tensor（張量）運算，最適合NPU計算。

神經網絡運算數據為3D格式，需要處理單元的創新。

NPU在處理AI任務時，性能和能效遠高於CPU和GPU。

麒麟810另一大亮點便是首次採用自研達文西架構NPU。

達文西架構是華為在2018年推出的全新自研AI計算架構，針對AI計算特點進行設計。

不同於以往的二維運算模式，達文西架構以高性能3D Cube計算引擎為基礎，針對矩陣運算進行加速，大幅提高單位功耗下的AI算力，充分激發端側AI的運算潛能。

麒麟810支持Tensor（張量）、Vector（矢量）、Scalar（標量）三種計算單元，Int8精度保留更高，具有業界最優端側能效（6Tops/W），支持240+算子。

全球已有1600+合作夥伴、570000+開發者加入應用生態。

根據蘇黎世聯邦理工學院（ETH）發布的AI Benchmark跑分，麒麟810在FP16數據格式下的性能和精度優於高通全系列晶片：

l 麒麟810得分23944分，

l 驍龍855為20554分，

l 驍龍730為10517分。

03 安卓最高性能A76 CPU，創新2+6大小核架構

麒麟810採用與麒麟980、驍龍855相同的CPU核心，包含2顆基於A76定製的高性能大核心、6顆A55高能效小核。

創新的「2+6」大小核搭配能夠根據不同應用進行靈活的CPU資源調配，達到優化系統能耗的目的。

l 多任務並發、APP啟動時調用全部2顆大核、6顆小核。

l 重負載遊戲、拍照時調用2顆大核、4顆小核。

l 稍低負載的任務，如電子書、瀏覽器、在線短視頻只調用1顆大核心、若干小核心。

l 輕量級任務，音樂、視頻本地播放、導航、通話則只調用若干小核心。

根據Arm公布的CPU發展線路圖，A76是目前已商用的安卓最高性能CPU核心，7nm工藝下A76性能可比肩14nm工藝的Intel i5-7300U。

相比驍龍730，麒麟810在CPU單核、多核性能上雙雙實現超越。

l Geekbench單核心測試，麒麟810得分2882分，超越驍龍730的2552分。

l Geekbench多核心測試，麒麟810得分7859分，超越驍龍730的6961分。

04 Mali-G52 GPU，歷史性超越驍龍730

麒麟810的圖形處理單元採用Mali-G52 GPU MP6，在GFX Bench 5.0測試項1080P Manhattan Off-screen ES 3.0中，麒麟810以55fps的成績超越驍龍730（38fps），達到後者1.44倍性能。

這也是麒麟晶片首次在圖形性能上超越同期的高通處理器。

Mali-G52基於Bifrost架構的第二款GPU，採用了全新設計的執行引擎，每個執行引擎線程的數量增加了一倍，使所有複雜內容的計算性能提高一倍，但尺寸僅增加了22%。

與上一代Mali-G51相比，Mali-G52性能密度提高30%，能效提高15%，機器學習性能是前者的3.6倍。

麒麟810還支持麒麟Gaming+技術，包括系統級AI調頻調度、GPU底層驅動升級及GPU負載優化、HD遊戲特效優化。

l AI調頻調度技術，精確預測遊戲每一幀的負載，準確性比傳統技術提升30%以上；實時學習幀率、流暢度和觸屏輸入變化，動態感知遊戲性能瓶頸，對CPU、GPU、DDR進行系統級融合調頻調度，使遊戲能夠穩定保持在高幀率。

l GPU的系列優化技術，可減少重複指令及GPU過載，並加快CPU、GPU和內存之間的數據傳輸速度。

l 遊戲特效算法優化，提升遊戲畫質、清晰度、明暗對比度等，帶給遊戲玩家更接近真實世界的遊戲體驗。

05 第四代自研ISP，旗艦級的影像處理能力

麒麟810採用領先的第四代自研ISP，著重優化夜景降噪、景深虛化等場景，令華為nova 5擁有旗艦級拍照品質。

l 為了解決夜景照片的噪點和過曝問題，麒麟810提升了自研ISP的像素吞吐率，並集成DE降噪模塊，通過rawnf和yuvnf分級架構及最新融合技術，增強畫面的細節處理能力和降噪效果，讓夜景大片觸手可及。

l 在拍攝景物及人像場景下，麒麟810集成DMAP模塊，有效提升大光圈虛化效果，讓照片主體更加突出，與背景畫面分割更加自然。

l 算法方面，麒麟810的ISP處理能力提升高達100%，在AI物體檢測及運動抓拍場景下，抓拍更加精準、清晰，實現「所見即所得」的拍照效果。

總結：麒麟810不僅在CPU、GPU實現對驍龍730的全面超越，7nm工藝製程、自研達文西架構NPU、自研第四代ISP更是媲美驍龍855。

麒麟810真正吹響中端晶片崛起的號角，為海量的腰部機型量身定製，並帶來越級的用戶體驗。