解構天璣9400：揭秘頂級SoC芯片設計精髓

10月9日，聯(lián)發(fā)科技(MediaTek)發(fā)布旗艦5G智能體AI芯片——天璣9400。這款芯片備受業(yè)界矚目。

天璣9400沿用了CPU全大核架構設計方向：1個超超大核+3個超大核共同組成性能核心，配以4個超大核能效核心。其中的1個超超大核，是由其前代芯片4個超大核中的1個升級而來。

大量的用機經(jīng)驗告訴我們，參數(shù)不能代表體驗。顯然，天璣9400同樣“不唯參數(shù)論”，聯(lián)發(fā)科技認為，參數(shù)最好看，并不一定等于性能最強，更不等于體驗最佳。 性能最終要為體驗服務，因此性能并非核心重點，體驗才是。對于天璣芯片的設計思考，聯(lián)發(fā)科技高管在媒體會上表示，要先確定(用戶)要什么，然后再去選擇怎么做，想要同時有低能耗和性能領先，但不去追求極致的IP頻率，這個目標要靠新的CPU全大核架構實現(xiàn)。在這種設計思路引導下的天璣9400，整體性能升幅很可觀，能效表現(xiàn)更是驚艷。這種平衡性，對端側AI極為有利：天璣9400在端側AI方面的技術水平因此達到了驚人的程度：擺脫此前必須依賴云側訓練的過程，在端側就能完成全部訓練，這對C端用戶的應用體驗而言，進步巨大。這樣的技術成就，并非僅限于技術本身所具有的意義，更涉及到聯(lián)發(fā)科技的智能化深度布局。通過做端側訓練，帶給消費者“越來越懂你”的智能化體驗，也是聯(lián)發(fā)科技智能化布局的一部分。

何以主頻非頂級？

何以主頻非頂級?天璣9400采用臺積電第二代3nm制程工藝，CPU則采用第二代全大核架構：用了1個超超大性能核心，再配以3個超大核性能核心和4個超大能效核心，頻率也做了程度不等的升級。什么是超超大核?本代旗艦芯片的CPU，將天璣9300的4個超大性能核心中的一個，升級成Arm今年最新推出的Cortex-X925核心(主頻3.62GHz)，另外又配置了3個Cortex-X4超大核(3.3GHz)，以及4個Cortex-A720大核(2.4GHz)，單核性能相較天璣9300提升35%，多核性能提升28%。這些都是大核，其中的Cortex-X925因為主頻為3.62GHz，IPC(每時鐘周期指令數(shù))達到PC級，故而可稱之為超超大核。 Cortex-X925主頻雖然有3.62GHz，但與高通即將推出的驍龍8 Gen 4的CPU超大核主頻相比，有所不如。沒人會懷疑聯(lián)發(fā)科技的芯片設計能力，故而，聯(lián)發(fā)科技為什么這么設計?華爾街見聞了解到，聯(lián)發(fā)科技在做芯片設計時，對于CPU的IP選擇，并不是“非最強不用”。聯(lián)發(fā)科技實行了“以果為因”的倒推策略，即以終端用戶需求為導向，比如在重載場景、中載場景或輕載場景中，用戶的最優(yōu)體驗應用需求是什么，以此選擇合適的IP和定頻，優(yōu)化性能和功耗。所謂IP，在芯片領域，特指具有特定功能、可重復使用的IC設計模塊。這些模塊已經(jīng)過驗證，設計方能直接用在芯片設計工作中，從而縮短設計周期，降低研發(fā)成本，提高設計成功率。Cortex-X925是Arm新近推出的、具有強悍性能的旗艦IP，是一款基于Arm v9.2-A架構的高性能(最高提升150%)、低功耗(最高提效30%)處理器核心。在Geekbench 6.2基準測試中，Cortex-X925實現(xiàn)了15%的IPC性能提升，達到了PC級水準，適用于高性能和異構計算場景，尤其適合AI、高清視頻處理等資源密集型任務。對于此次天璣9400為何沒有將頻率推升到非常高，聯(lián)發(fā)科技表示，只要實現(xiàn)與終端需求能匹配的性能，CPU的內(nèi)核主頻本身不是重點;若有個很好的(CPU)架構，即使采用相對低頻的內(nèi)核(好處是功耗更低)，照樣能實現(xiàn)能滿足需求的性能。自從摩爾定律放緩，IC性能就開始存在高度冗余，俗稱性能過剩。因此，如何實現(xiàn)兼顧性能和功耗的平衡，達成優(yōu)異體驗的設計目標，與芯片設計者對“用戶要什么”的洞察和理解密切相關。天璣9400沿用的全大核CPU架構設計，除了Cortex-X925超超大核(核心是PC級的IPC性能提升)，其余IP沒有全部采用Arm全新推出的產(chǎn)品，比如沒有采用最新的A725，反而繼續(xù)搭載了老的A720，也是出于同樣的思考。 什么是美?和諧就是美，協(xié)調(diào)就是美。同樣，什么是好的體驗?這需要適當?shù)娜∩?，合適的、高度匹配的取舍組合——天璣9400采用“大底”、適合的頻率和低壓，這些就是好體驗的本源。事實也是如此，沒有采用極高IP主頻的天璣9400，采用的CPU全大核架構和提升IP的IPC性能，故而竟在CPU、AI(NPU)、GPU、Modem和Connectivity(連接)等方面，都實現(xiàn)了架構層級的性能提升。

實現(xiàn)完全端側訓練的意圖

實現(xiàn)完全端側訓練的意圖性能更強，功耗更低，對智能手機未來的體驗革新——端側AI應用，極為有利。聯(lián)發(fā)科技對天璣9400的官方定義是“旗艦5G智能體AI芯片”，AI性能和能效有顯著提升：大語言模型(LLM)的提示詞處理性能提升80%，功耗節(jié)省35%。在天璣9300實現(xiàn)極速端側AI大模型終端無延遲優(yōu)異體驗的基礎上，天璣9400將傳統(tǒng)AI應用程序升級到體驗更好的智能體AI應用，同時也為萬千AI創(chuàng)新應用構建了面向未來的智能計算底座。作為聯(lián)發(fā)科技推出的第二款旗艦AI芯片，天璣9400的AI訓練成功擺脫了對云側的依賴，實現(xiàn)完全的端側訓練，而無需聯(lián)網(wǎng)，C端用戶的應用體驗，因此會有極為明顯的良好感受。這能凸顯AI手機與傳統(tǒng)智能手機的巨大差異，以及突破這種市場缺憾的核心要素。天璣9400搭載了生成式AI引擎：聯(lián)發(fā)科技第八代NPU 890，擁有出色的生成式AI性能：支持端側LoRA訓練和端側高畫質(zhì)視頻生成，兩者都是業(yè)界首發(fā)。

其中，對于用戶來說，前者帶來的直接好處，是能保護個人隱私，因為個人數(shù)據(jù)不必上傳到云端;后者得益于全新時域張量(TemporalTensor)硬件加速技術和全新高畫質(zhì)Diffusion Transformer(DiT)模型的技術能力，實現(xiàn)了從生成圖到視頻的巨大跨越。華爾街見聞注意到，天璣9400集成MediaTek天璣AI智能體化引擎(Dimensity Agentic AI Engine)，能將傳統(tǒng)AI應用程序升級為更先進的智能體化AI應用。比如，利用用戶晚上睡覺的6個小時，通過天璣9400 NPU的訓練能力，可以讓手機去做一些低功耗訓練;當用戶睡醒時，手機就會更懂用戶一些。長期如此，用戶的手機就會變成他的個人智能體。智能體化AI技術能力，這是天璣9400帶來的生成式AI技術能力的進化。聯(lián)發(fā)科技在發(fā)布會現(xiàn)場，演示了搭載天璣9400的終端設備，用天璣AI智能體化引擎完成KFC的自動點餐功能。這就與以往的傳統(tǒng)AI能力不同，這相當于智能終端變成了個人AI智能體——智慧化的AI助手。當然，要實現(xiàn)更多的即時功能，滿足用戶對于衣食住行和娛樂等多方面的需求，需要天璣生態(tài)支持。但在技術角度，聯(lián)發(fā)科技展現(xiàn)了構成個人AI智能體必要的技術能力，這是未來天璣AI生態(tài)的基礎。 目前，聯(lián)發(fā)科技正在積極與開發(fā)者合作，為 AI智能體、第三方應用程序和大模型之間提供統(tǒng)一的標準接口，實現(xiàn)AI跨應用串聯(lián)，從而高效地運行邊緣AI計算和云服務，最終目的是縮短AI產(chǎn)品的開發(fā)周期，有利于加速構建應用更豐富、體驗更出色的天璣AI生態(tài)。

與亮點頻閃的天璣9400技術能力相比，更重要的是聯(lián)發(fā)科技設計SoC芯片的技術策略。天璣9400實現(xiàn)完全的端側訓練，也是出于這樣的考慮：提升用戶體驗。更深層的著眼點，這展現(xiàn)了聯(lián)發(fā)科技在洞察了用戶的AI需求之后，做出的個人智能體化的深度布局。這也許就是生成式AI的真正意義，也是AI手機存在的真正價值：高度理解用戶，每臺手機都代表了高度的個人化和個性化，具有不可通用性和無可替代性價值。當智能手機向智能體發(fā)展的趨勢如潮涌動，聯(lián)發(fā)科技選擇了一條難而正確的路，就像發(fā)布會聯(lián)發(fā)科技所講的，路雖遠，行則將至，而這種更堅定的長期價值，才是手機行業(yè)發(fā)展的源動力。