9 月 6 日，华为正式发布了最新的麒麟 990 系列处理器，其中麒麟 990 5G 作为首款集成 5G 基带芯片的 5G SoC，更是拿下了六个全球第一。不过，大家也注意到，麒麟 990 及麒麟 990 5G 都并未采用最新的 Arm Cortex-A77 CPU 内核，而是沿用了原来麒麟 980 的 Cortex-A76 内核架构，只是对主频进行了提升。同样，麒麟 990 5G 也并未采用 Arm 最新的 Mali G77 GPU 内核，依然是沿用了麒麟 980 的 Mali G76 GPU 内核，只不过在核心数量上提升到了 16 核。
值得注意的是，日前三星发布的 5G SoC 芯片 Exynos 980 以及联发科此前曝光的 5G SoC 均采用了 Arm 最新的 Cortex-A77 CPU 内核和 Mali G77 GPU 内核。那么麒麟 990 5G 到底是为什么没有采用 A77 和 G77 内核呢？
余承东：A77 功耗太高，麒麟 990 性能已超出用户的需求！
对此，华为消费者终端业务 CEO 余承东在发布会之后接受外媒采访时解释称，华为没有采用最新的 Cortex-A77 内核是基于对设备续航方面的考虑。根据余承东的说法，在 7nm 制程下，采用 Cortex-A77 功耗还是太高，会对电池寿命及设备续航产生负面影响，这也是没有采用 Cortex-A77 内核的原因。华为宁愿让消费者拥有一部电池续航给力一点的手机，而不是将注意力全放在提升运行速度而牺牲了电池续航时间。
余承东进一步指出，虽然，Arm 此前曾表示 Cortex-A77 在同等能耗的情况下，比 Cortex-A76 性能可提高约 20%，不过华为在实验及调查后发现情况并非像 Arm 说的那样。
余承东补充到，麒麟 990 芯片目前的性能已经“超出用户的需求”，并且就算是使用 Cortex-A77 架构，也只是会是让各项数据更亮眼一些而已。不过未来，当全面升级至 5nm 工艺生产时，新麒麟芯片很有可能就会采用 Cortex-A77 架构。
Cortex-A77 的功耗真的“过高”吗？
根据之前 Arm 公布的资料显示，Cortex-A77 虽然仍然是基于 ARMv8.2 CPU 内核，但是做了非常多的升级，例如采用了高达 6 发射的前端设计，引入了 MOP 缓存结构，加强了 ALU 和提供了更好的负载/存储设计，拥有 64KB 一级缓存，256KB 和 512KB 独立的二级缓存，高达 4MB 的三级共享缓存。支持 DynamIQ Shared Unit（DSU），同时支持 big.LITTLE 架构，可以与 Cortex-A55 相搭配。
具体性能表现上，根据 Arm 官方的数据显示，在同样的 7nm 制程、3GHz 主频下，在 SPECint 2006 测试（移动设备中最典型的基准测试）下 Cortex-A77 在性能上将会比 Cortex-76 提升 20%。
另外 Arm 还公布了一些数据，显示在 SPECint 2006 上，Cortex-A77 承诺 IPC 的增长会在 23% 左右，但在 SPECfp 2006 则增加了高达 35%。整数工作负载的增加或多或少与 CPU 内核的改进一致。但是 FP 部分增加 30%~35% 则完全出乎意料，尤其是没有任何有关 FP 执行单元变化的资料和说明。其中一种解释是 SPEC 的 FP 测试套件比整数测试套件更加占用内存，而 Cortex-A77 能够在这种高负载情况下提供更好的性能。
Cortex-A77 架构带来了显著的性能提升
在能耗比方面，ARM 表示 Cortex-A77 处理器会和 Cortex-A76 完全一致。因此，这也意味着 Cortex-A77 的 20% 的性能提升，可能需要付出更多的功耗。另外需要指出的是，在相同制程下 Cortex-A77 的核心面积依旧比 Cortex-A76 大 17%，而这会带来一些成本的提升，同时这也是导致其功耗增加的一个原因。
不过，目前多数的芯片厂商，并不会同时采用四个大的 A77 内核，而是会采用两个 A77 大核＋两个 A77 中核＋4 个 A55 小核，或者是两个 A77 大核＋6 个 A55 小核，这样整体的功耗可以得到控制。
总的来说，相比 Cortex-A76 来说，Coretx-A77 的性能提升还是比较明显的，当然功耗确实也增加了，但是通过内核搭配组合设计，整体的功耗是可以控制的。
另外，目前已确认，7nm 工艺的联发科的 5G SoC 和三星 8nm 工艺的 Exynos 980 都采用了 Cortex-A77 和 Mali-G77 内核。显然，这两款芯片的制程工艺都不如麒麟 990 5G，但是都用上了 Cortex-A77 和 Mali G77 内核，功耗问题应该并不是大问题。不然三星和联发科肯定脑子都坏了。
即便 Cortex-A77 有功耗上的问题，但是同样也可以通过降低主频来控制，而麒麟 990 5G 的 CPU 性能的提升，主要也是依靠 Cortex-A76 主频的提升。
显然，余承东的解释，并不能令人满意。
即便是 Cortex-A77 确实存在难以解决的功耗问题，但是这并不能解释，为何不采用性能更强、能效比更高的 Mali G77 GPU 内核。
Mali G77：全新架构、性能提升 60%、能效比提升 30%！为何不用？
相对于 Mail-G76 来说，Mali-G77 采用了全新的 Valhall 构架，这是继上一代 Bifronst 架构的发布三年之后的又一次重大升级。
在性能上，与上一代的 Mali-G76 GPU 相比，Mali-G77 具有近 40% 的性能提升。同时 Mali-G77 还在关键的微构架上进行强化，包括引擎、texture pipes 和 load store caches，并将功耗效率以及性能密度均提升了 30%。也就是说，Mali G77 在能耗上是要比 Mali G76 更低的，在同等功耗下，Mali G77 的性能将会提升 30%。
除此之外，Mali-G77 同时带来 60% 的机器学习性能提升，显著提升推论与神经网络（NN）性能，为设备带来更先进的片上人工智能功能。
显然，相对于 Mail G76 来说，Mali G77 性能更强，并且有着大幅的提升，而且功耗还更低。华为麒麟 990 5G 为会选择单纯的提升 Mali G76 的核心数量（肯定会带来功耗的提升），而不用最新的更高效的 Mali G77 GPU 内核呢？
没有用 A77 和 G76 是因为时间上赶不上？
对于麒麟 990 5G 并没有用上 Cortex-A77 和 Mali G77 的问题，有网友也表示，可能是开发周期太短，因为时间上来不及，赶不上麒麟 990 系列的节奏。
确实，同样采用 Cortex-A77 和 Mali G77 的三星 Exynos 980 和联发科的 5G SoC 可能最快也要年底量产，而华为的麒麟 990 系列则是 9 月 19 日就由 Mate 30 系列首发了，即便是发售时间拖到 10 月，那至少也要比三星和联发科 5G SoC 芯片商用快近一个季度的时间。
不过，从之前华为麒麟芯片的发布节奏来看，华为应该是有能力在 9 月首发基于 Cortex-A77 和 Mali G77 的芯片的。
2018 年 8 月 31 日，华为发布了麒麟 980，同样拿下 6 个第一，其中首发 Cortex-A76 和 Mali G76 就占了两个第一，而 Cortex-A76 和 Mali G76 是 Arm 在 2018 年 6 月才正式对外发布的，实际上，Arm 在新的内核 IP 设计之时可能就已经开始与一些客户沟通，在正式对外发布之前数月，往往就已经与客户达成了合作。这也是为什么，Cortex-A76 和 Mali G76 正式对外公布三个月不到，基于 Cortex-A76 和 Mali G76 的华为麒麟 980 就正式发布了。
今年 Arm 的 Cortex-A77 与 Mali-G77 内核的发布时间是 5 月 27 日，所以从时间点上来看，华为是完全有实力在 9 月拿下 Cortex-A77 与 Mali-G77 首发的，想象一下，拿下 8 个全球第一的麒麟 990 5G，是不是要更牛X一些？在营销宣传上显然也要更占优势。能多拿两个第一，但是却并不去拿，而让联发科抢了首发（今年 5 月底 Arm 联合联发科做的发布），什么原因？
余承东给出的原因也并不是时间上来不及（即使是也不会承认），而是 Cortex-A77 功耗太高。但是这个原因并不能令人满意，更不能解释为何不用性能更强、能耗更低的 Mali G77？
那么，或许真实的原因可能是“禁令”之下，Arm 与华为的合作确实受到了影响。
是否与 Arm 的合作受禁令影响有关？
北京时间今年 5 月 16 日，美国将华为列入了实体名单，受此影响，众多美系厂商纷纷终止了与华为的合作。5 月 22 日晚间，Arm 被爆出其员工已被指示停止与华为的“所有有效合同，支持权利以及任何未决的约定”。
我们都知道，Arm 的总部是在英国，并且是属于日本软银的子公司，按理说根本不会受到美国对华为禁令的影响。 但是 Arm 的 IP 如果包含有“美国原产技术”，或者其中有超过 25% 的技术是来自于美国，那么就无法供给华为。
资料显示，Arm 在美国德克萨斯州奥斯汀和加利福尼亚州圣何塞设有研发中心，这两处的研发中心开发了一些处理器 IP，这也使得这些 IP 属于美国禁令管辖范围之内。
随后在今年 6 月，Arm 母公司软银集团董事长孙正义首次回应了“Arm 断供华为”事件。孙正义表示，Arm 没有停止与华为的合作关系，但确实受美国禁令影响，超过 25% 的技术或材料源自美国，就不能供给华为，Arm 需要调查哪些部分要遵守相关限制，以及限制规定细节。
也就是说，Arm 与华为的合作并未完全中断，但是部分源自美国或者来源于美国的技术占比超过 25% 的 IP 都受到了影响。那么 Cortex-A77 和 Mali G77 是否都包含在其中呢？如果是，那么麒麟 990 系列用不了也就不奇怪了。
不过，正如前面所说，Arm 在新的内核 IP 设计之时可能就已经开始与一些客户沟通，在正式对外发布之前数月，往往就已经与客户达成了合作。所以，华为其实很可能在今年 5 月被列入实体名单之前就已经拿下了 Cortex-A77 和 Mali G77 的授权，这也意味着，这两款 IP 的使用有可能将不受禁令的影响。
那么既然如此，为何华为麒麟 990 系列还是没有用上呢？芯智讯猜测，有可能新的 IP 的开发需要 Arm 的协助，而如果 Arm 无法给予技术支持，那么华为的开发进度肯定会受影响。由于 5 月中旬出来的禁令的影响，打乱了华为的计划，因此华为临时启动了 Plan B，即在麒麟 980 基础上做升级，比如 CPU 核心主频提升，GPU 核心数增加，集成 5G 基带等。而已拿下的 Cortex-A77 和 Mali G77 则为明年的新一代麒麟处理器的升级留下了空间。因为华为可能无法获得 Arm 下一代的新内核，如果届时禁令仍未解除的话。
当然，这并不是没有办法可以解决。首先，华为已经拿到了 ARMv8 指令集的授权，华为可以利用该指令集来打造自己的处理器，但是这需要时间，另外在 GPU 上可以与 Imagination 合作，不过鉴于华为一直用 Arm 的 Mali GPU，所以双方即使合作，也仍需要时间磨合。
在麒麟 990 系列发布会之后，余承东接受采访时也表示，“对于 Arm 的新架构，如果未来我们无法使用，我们也准备了我们自己的 CPU，所以不用担心，我们的 CPU 也许表现更好，就像现在我们的 NPU 一样有着很棒的表现。CPU、NPU 我们都有备胎版本。我们依然支持 Arm 架构，正如我们支持安卓生态系统一样，如果他们不让我们使用的话，那个时候我们会用自己的，甚至还会有更好的表现。”
AI Benchmark 现已公布了主流 AI 芯片的测试跑分榜单。华为麒麟 990 5G 的 AI Benchmark 跑分为 52403 分，超过紫光展锐虎贲 T710（Unisoc Tiger T710）的 28097 分以及高通骁龙 855 Plus 的 24652 分，登顶 AI Benchmark 跑分排行榜单。
此外，还有一个更为直接的解决方案，那就是，Arm 从 5 月开始就将其下一代（可能来不及了，因为研发可能早已经开始了），或者下下一代的 CPU/GPU 内核的研发完全放到英国或者其他非美国以外的研发区域，同时将其中的来自于美国研发中中心的技术占比控制在 25% 以下，那么如此一来，华为后续的麒麟处理器将仍然可以使用 Arm 最新的 CPU/GPU IP。不过正如前面所说，Arm 明年要发的下一代 CPU/GPU 内核，或许华为用不上了，但是依然还是有 Cortex-A77 和 Mali G77 可以用。需要指出的是，余承东也表态了，下一代的 5nm 麒麟处理器会上 Cortex-A77 内核。如此一来，2021 年推出的麒麟处理器将有望自然过渡到不受禁令影响的新的 Arm CUP 和 GPU 内核 IP。
作者：芯智讯-浪客剑
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芯智讯（ID: icsmart）
