華為最新發(fā)布的麒麟990系列無疑是2019年度最熱的旗艦級SoC，臺積電7nm+EUV工藝、原生集成5G基帶、雙大核NPU+單微核NPU（麒麟990 5G版）、ISP5.0等全新特性，讓這顆芯片的綜合實(shí)力超過了高通最強(qiáng)的驍龍855 Plus，只有明年上市的驍龍865才能一戰(zhàn)。

然而，麒麟990系列最大的遺憾就是沿用了麒麟980的Cortex-A76和Mali-G76架構(gòu)的CPU和GPU，而以三星Exynos 980、驍龍865、聯(lián)發(fā)科5G SoC為代表的新品都將采用ARM最新推出的Cortex-A77和Mali-G77架構(gòu)。

那么，作為ARM在2019年5月才剛剛發(fā)布的全新CPU/GPU架構(gòu)，Cortex-A77和Mali-G77到底有了哪些改變？

ARM的年度迭代策略

ARM每年都會發(fā)布新一代的IP（內(nèi)核授權(quán)）。

比如2016年發(fā)布的Cortex-A73（麒麟970、Helio X30和驍龍835）、2017年發(fā)布的Cortex-A75/A55（驍龍845）、2018年帶來的Cortex-A76（麒麟980、驍龍855）。

2019年，ARM再次祭出了全新的Cortex-A77 CPU架構(gòu)，結(jié)合同步升級的Mali-G77 GPU，它們可以為智能手機(jī)帶來哪些變化？

解讀Cortex-A77 CPU

在解讀Cortex-A77之前，我們需要先來回顧一下它的兩個(gè)前輩，如此才能更好地了解這個(gè)全新的CPU架構(gòu)。

站在巨人的肩膀上

在ARM近些年的CPU架構(gòu)更新中，Cortex-A75和Cortex-A76都是極具歷史地位的。

其中，Cortex-A75在big.LITTLE的基礎(chǔ)上引入了DynamIQ技術(shù)，最大限度提升了架構(gòu)的靈活性與擴(kuò)展性，讓2（大核，即A75）+6（小核）、3+5、1+7這種更高效大小核的組合變成了可能。

同時(shí)，同步升級到Cortex-A55架構(gòu)的“小核”也不再是性能孱弱的代名詞，當(dāng)不同數(shù)量的小核和大核搭配后，可以達(dá)到一個(gè)相對完美的（性）能（功）耗平衡。

作為Cortex-A73和A75的接班人，Cortex-A76采用從零開始、全新打造的CPU微架構(gòu)（基于ARMv8.2 指令集設(shè)計(jì)），并與臺積電7nm制程工藝強(qiáng)強(qiáng)攜手，帶來了ARM史上最大的性能和效率的飛躍——驍龍855較之驍龍845、麒麟980較之麒麟970都有著超過40%的CPU性能提升，同時(shí)電池壽命也有所延長。

用ARM的話來說，Cortex-A76是一款“筆記本電腦”級別的高性能處理器架構(gòu)，同時(shí)還具有高效能，高通“驍龍牌筆記本”主打的“Always Connected PCs”概念就是這一優(yōu)勢的表現(xiàn)所在。

ARM最新發(fā)布的Cortex-A77，其代號為“Deimos（戴莫斯，畏懼之神），采用了和A76一脈相傳的CPU微架構(gòu)，并在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了一定的優(yōu)化，并最終獲得了更高的IPC性能提升。可以說，A77架構(gòu)是站在“巨人肩膀”上的迭代之作，其性能自然值得期待。

再度提升的性能

由于Cortex-A77繼承了源自A76的微架構(gòu)，所以兩代核心在設(shè)計(jì)上存在很多共性。用ARM的話來說，就是芯片供應(yīng)商（如高通、聯(lián)發(fā)科等）在構(gòu)建核心時(shí)可以非常容易地升級SoC的IP設(shè)計(jì)，不會花費(fèi)太多經(jīng)歷和成本，從而縮短了開發(fā)周期。

和Cortex-A76相比，A77核心的前端擁有更高的讀取帶寬，分支預(yù)測器的目標(biāo)緩沖容量提升了33%，從而降低了分支的誤判，提高了預(yù)測精度。

同時(shí)，A77還帶來了全新的Macro-Op緩存結(jié)構(gòu)，添加了額外的整數(shù)ALU，新增了一個(gè)名為“系統(tǒng)感知預(yù)取”的功能，可避免不必要地沖擊共享緩存，從而提高整體系統(tǒng)性能。

根據(jù)ARM公布的數(shù)據(jù)來看，在同樣使用7nm制程工藝、同樣運(yùn)行在3GHz頻率下時(shí)（僅限于理論，實(shí)際量產(chǎn)的旗艦SoC主頻多在2.6GHz~2.8GHz之間），新的Cortex-A77比起前代的Cortex-A76，內(nèi)存帶寬提升了20%、在SPEC int2006和Geekbench 4有著20%的性能提升，浮點(diǎn)定性能則有30-35%的提升。

在智能手機(jī)領(lǐng)域，網(wǎng)頁瀏覽是恰巧是考驗(yàn)浮點(diǎn)運(yùn)算的殺手級應(yīng)用，所以A77浮點(diǎn)性能的大幅提升應(yīng)該可以進(jìn)一步提升實(shí)際體驗(yàn)。參考當(dāng)前驍龍855和麒麟980的表現(xiàn)，Cortex-A77的CPU性能應(yīng)該足以超過蘋果A12，并有望和蘋果還未發(fā)布的A13以及三星的下一代自研貓鼬M5核心競爭。

了解Mali-G77 GPU

你被ARM Cortex-A77較前輩A76有著20%~25%的IPC性能提升且能耗保持不變驚到了？實(shí)際上，ARM最新的Mali-G77 GPU較前輩提升的幅度更大。

全新架構(gòu)的誘惑

與高通和蘋果SoC集成的GPU相比（如Adreno GPU），ARM自家的Mali系列GPU一直處于不溫不火的狀態(tài)，如果不是ARM的“親兒子”，其影響力可能還不如PowerVR系列GPU。

為了彌補(bǔ)自家GPU在圖形領(lǐng)域的遺憾，ARM Mali-G77放棄了從Mali-G71到G76始終在“Bifrost”架構(gòu)上縫縫補(bǔ)補(bǔ)的策略，而是改用了名為“Valhall”的新一代架構(gòu)，其支持全新的ISA總線和計(jì)算核心設(shè)計(jì)，針對AI運(yùn)算設(shè)計(jì)了獨(dú)立的單元，著重增強(qiáng)了抗鋸齒、高分辨率以及AI輔助計(jì)算方面的性能，可以更好地適配未來4K分辨率的屏幕以及支持HDR游戲的頂級設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)ARM的官方數(shù)據(jù)顯示，Mali-G77較之Mali-G76可以提升30%的性能和能效，AI性能更是提升了60%，每平方毫米的性能是G76的1.4倍。

和更早期的Mali-G72相比，Mali-G77的功耗還下降了50%。當(dāng)然，這個(gè)功耗部分大家不必太過在意，畢竟與Mali-G72搭配的還是10nm工藝，而Mali-G77即將用上最新的第二代7nm EUV工藝，功耗下降是必然的。

換句話說，Mali-G77終于有了和高通855集成的Adreno 640 GPU抗衡的底蘊(yùn)。但是，ARM Mali系列GPU性能到底可以發(fā)揮幾何，最終還得看芯片供應(yīng)商為其配備多少計(jì)算核心，比如麒麟980、三星Exynos 9820和麒麟990都集成了Mali-G76，但麒麟980只為其準(zhǔn)備了10個(gè)計(jì)算核心，也就是Mali-G76MP10，Exynos 9820用上了12個(gè)計(jì)算核心，即Mali-G76MP12，而麒麟990則配備了16個(gè)計(jì)算核心的Mali-G76MP16，所以就3D性能而言還是后者更占優(yōu)勢。

此外，Mali-G77即將面對的競爭對手，也將升級到驍龍865和蘋果A13，這些對手的GPU只會更強(qiáng)，屆時(shí)它們和Mali-G77相比孰優(yōu)孰劣？還得等時(shí)間來驗(yàn)證。