华为u7300 一文读懂华为全新最强中端芯片——麒麟810

6月21日，华为nova 5系列新产品发布会上，何刚发布了麒麟810处理器登场。这款极具竞争力的芯片重新定义了具有以下领先特性的中端处理器:

顶级7nm制程工艺向下普及，使华为成为全球首个同时拥有两款7nm SoC芯片（麒麟980+麒麟810）的手机品牌。极致运算性能，CPU、GPU全面超越高通「次旗舰」芯片——骁龙730。顶级AI与ISP能力，自研NPU、ISP足以对抗高通「旗舰」芯片——骁龙855。

接下来我们将从7nm工艺、自主研发的达芬奇NPU、Cortex-A76 CPU、Mali-G52 GPU、自主研发的第四代ISP五个方面深入分析麒麟810芯片。

1.业界领先的TSMC 7纳米制程

工艺是半导体的制造过程，直接影响芯片的性能和功耗。先进的技术意味着更高的晶体管密度、更快的速度、更低的泄漏率和更高的能效比。麒麟810采用与麒麟980、苹果A12、Snapdragon 855相同的7nm半导体工艺，成为全球第四款基于7nm工艺的手机SoC。

与10nm工艺相比，7nm工艺晶体管密度提升64%、能效提升28%。与8nm工艺相比，7nm工艺晶体管密度提升50%，能效提升20%。

但是顶级工艺不便宜，芯片拉丝成本高在7nm后面。

即使对“子旗舰”芯片进行了定位，Snapdragon 7系列依然采用渐进式的演进，即:Snapdragon 710(三星10 nm LPP)>:>;Snapdragon 712(三星10纳米LPP)>:>;金鱼龙730(三星8纳米LPP)。

麒麟810的出现打破了旗舰芯片对先进技术的垄断，首次在中端市场实现了7nm工艺的商业化，这是基于华为终端强大的分销能力。虽然芯片流量成本高，但芯片流量越多，边际成本越低。

最有说服力的案例是麒麟970芯片，涵盖了1000+到10000+的价格区间，既挤压了高通骁龙845的空，又对Snapdragon系列6、7形成了降维打击。

根据旭日大数据发布的手机CPU出货清单(2018年4月)，麒麟970成为当月出货量最高(410万)的旗舰芯片，远高于竞争产品Snapdragon 845(168万)。

麒麟970发布于2017年9月，首次商用在华为Mate 10系列之上（2017.10），随后分别应用于荣耀V10（2017.11）、华为P20系列（2018.3）、荣耀10（2018.4）。骁龙845发布于2017年12月，首次商用在三星S9系列之上（2018.2），随后分别应用于Xperia XZ2（2018.2）、小米MIX2S（2018.3）、黑鲨游戏手机（2018.4）。

虽然麒麟970和Snapdragon 845的出货相隔近半年，但此时Snapdragon 845已经交付给最大的客户三星，处于S9最重要的上市期。在整个生命周期中，麒麟970出货量不仅超过了Snapdragon 845，还直指腰劲Snapdragon 6系和7系，其受欢迎程度给高通留下了巨大的心理阴影。

如果说麒麟970创造了另类成功，那么麒麟810已经有所作为了。旗舰芯片位于金字塔顶端，技术顶尖但出货量较少。麒麟810针对中端腰围市场，以大批量出货解决7nm带来的额外成本，是产品上市窗口和价格划分的里程碑。

2.新的自主开发的新产品亮相，达芬奇的建筑是一鸣惊人

在移动AI领域，华为手机是第一个吃螃蟹的大侠。早在麒麟970时代，华为的AI预判就有两点:一是端端AI应用场景会越来越多，二是需要AI专用处理单元。

这两个预言都变成了现实。现在登陆的AI用例有场景识别、地图购物、AI健身、AI人像保色、主角故事采集、卡路里识别等等，NPU(神经网络单元)也成为主流。

其实所有操作都可以由通用处理单元CPU来计算。为什么会有独立的专用处理单元NPU？这是因为不同的处理器适合不同的数据类型，性能和效率也不一样，需要对症下药。

1D数据，如指令、逻辑运算，最适合CPU计算；2D数据，图形渲染，最适合GPU计算；3D数据，Tensor（张量）运算，最适合NPU计算。

神经网络的运算数据是三维格式的，需要处理单元的创新。NPU在处理AI任务时，其性能和能效远远高于CPU和GPU。麒麟810的另一个亮点是首次采用自主研发的达芬奇NPU。

达芬奇架构是华为2018年推出的自主开发的全新AI计算架构，是根据AI计算的特点设计的。不同于以往的二维计算模式，达芬奇架构基于高性能3D立方体计算引擎，加速矩阵计算，在单位功耗下大幅提升AI的计算能力，充分激发端侧AI的计算潜力。

麒麟810支持张量、矢量和标量计算单元，精度更高的Int8，业界最佳的端侧能效(6Tops/W)和240+运算符。1600多个合作伙伴和570，000多名开发人员加入了应用生态系统。

苏黎世联邦理工学院(ETH)发布的AI Benchmark运行评分显示，麒麟810在FP16数据格式上的性能和精度优于高通的全系列芯片:

麒麟810得分23944分，骁龙855为20554分，骁龙730为10517分。

3、Android最高性能的A76 CPU，创新的2+6尺寸核心架构

麒麟810采用与麒麟980和Snapdragon 855相同的CPU内核，包括2个基于A76定制的高性能大内核和6个高能效的A55小内核。创新的“2+6”大小核可以根据不同的应用灵活分配CPU资源，从而达到优化系统能耗的目的。

多任务并发、APP启动时调用全部2颗大核、6颗小核。重负载游戏、拍照时调用2颗大核、4颗小核。稍低负载的任务，如电子书、浏览器、在线短视频只调用1颗大核心、若干小核心。轻量级任务，音乐、视频本地播放、导航、通话则只调用若干小核心。

从Arm发布的CPU开发电路图来看，A76是目前已经商业化的Android最高性能的CPU内核，A76在7nm工艺下的性能可以和Intel i5-7300U在14nm工艺下的性能相媲美。

与Snapdragon 730相比，麒麟810无论是CPU单核还是多核性能都有所超越。

Geekbench单核心测试，麒麟810得分2882分，超越骁龙730的2552分。Geekbench多核心测试，麒麟810得分7859分，超越骁龙730的6961分。

4.马里-G52 GPU历史上已经超过Snapdragon 730

麒麟810的图形处理单元采用马里-G52 GPU MP6。在GFX Bench 5.0测试项目1080P Manhattan Off-screen ES 3.0中，麒麟810以55fps的速度超越Snapdragon 730(38fps)，达到后者的1.44倍性能。这也是同期麒麟芯片在图形性能上首次超越高通处理器。

马里-G52是第二款基于Bifrost架构的GPU，采用新设计的执行引擎，每个执行引擎的线程数翻倍，所有复杂内容的计算性能翻倍，但只增加了22%的大小。

与上一代马里-G51相比，马里-G52的性能密度提高了30%，能效提高了15%，机器学习性能提高了3.6倍。

麒麟810还支持麒麟游戏+技术，包括系统级AI FM调度，GPU底层驱动升级和GPU负载优化，高清游戏特效优化。

AI调频调度技术，精确预测游戏每一帧的负载，准确性比传统技术提升30%以上；实时学习帧率、流畅度和触屏输入变化，动态感知游戏性能瓶颈，对CPU、GPU、DDR进行系统级融合调频调度，使游戏能够稳定保持在高帧率。GPU的系列优化技术，可减少重复指令及GPU过载，并加快CPU、GPU和内存之间的数据传输速度。游戏特效算法优化，提升游戏画质、清晰度、明暗对比度等，带给游戏玩家更接近真实世界的游戏体验。

5、第四代自主开发的ISP，旗舰图像处理能力

麒麟810采用领先的自主研发的第四代ISP，专注于优化夜景降噪、景深模糊等场景，让华为nova 5拥有旗舰级的画质。

为了解决夜景照片的噪点和过曝问题，麒麟810提升了自研ISP的像素吞吐率，并集成DE降噪模块，通过rawnf和yuvnf分级架构及最新融合技术，增强画面的细节处理能力和降噪效果，让夜景大片触手可及。在拍摄景物及人像场景下，麒麟810集成DMAP模块，有效提升大光圈虚化效果，让照片主体更加突出，与背景画面分割更加自然。算法方面，麒麟810的ISP处理能力提升高达100%，在AI物体检测及运动抓拍场景下，抓拍更加精准、清晰，实现“所见即所得”的拍照效果。

总结:麒麟810不仅在CPU和GPU上超越Snapdragon 730，而且在自主开发的达芬奇架构的NPU和自主开发的第四代ISP上也优于Snapdragon 855。麒麟810真的吹响了中端芯片崛起的号角，为大量腰款量身定做，带来越级用户体验。