聯發科天璣9400發佈：打造旗艦芯片新樣板_風聞

過去幾年，智能手機芯片廠商的每一代旗艦更新屢被詬病。誠然，因為終端的創新乏力，智能手機芯片廠商在迭代產品的時候主要圍繞着工藝、功耗和架構進行按部就班的升級。這在工藝製程微縮帶來的代際收益愈發減少、架構創新乏善可陳的近年，尤其明顯。

但伴隨着橫空出世的生成式AI、備受追捧的手遊和與時俱進的晶圓廠的不斷發展向前，智能手機芯片廠商重回創新賽道一決高下。而全球最大的手機芯片供應商聯發科更是走在前列。繼去年發佈了全球首款“全大核”架構設計的旗艦芯片後，聯發科近日又帶來全新一代天璣9400——採用台積電第二代3nm工藝打造的新旗艦產品。

據介紹，天璣9400擁有291億晶體管，較前一代增加28%，但功耗卻同比大降40%。搭配領先的架構和內核選擇以及先進的AI智能體化引擎，聯發科新旗艦芯片能在不追高頻的前提下，仍實現了強悍的性能。

總而言之，這是一顆高智能、高性能、高能效和低能耗的旗艦5G智能體AI芯片。

AI性能大幅提升，端側也能訓練

對於科技行業而言，AI無疑是近年來的重中之重，在智能手機行業更是如此。

根據IDC今年七月發佈的最新預測，智能手機行業的未來將發生改變，預計 2024 年全球生成式人工智能 (GenAI) 手機出貨量將同比增長 363.6%，達到 2.342 億部，出貨總量佔 2024 年整個智能手機市場的 19%。展望 2028 年，IDC預計 GenAI 手機出貨量將達到 9.12 億部，2024-2028 年的複合年增長率 (CAGR) 為 78.4%。

巨大的市場潛力，吸引了手機芯片廠商投身其中，作為該行業的頭號玩家，聯發科也正在全力以赴。雖然AI在近些年才備受矚目，但作為一家擁有深厚技術積累和領先市場前瞻性的企業，聯發科早在 2018 年就發佈了公司首款帶有 APU 的手機芯片 Heilo P60。到了 2019 年，在看到 Transformer 模型的潛力之後，聯發科就針對圖像和語音等應用，圍繞其在 APU 層面做了架構和算法適配的預研。在今年年中的天璣開發者大會 2024（MDDC 2024）上，聯發科更是發佈了 5G 旗艦生成式 AI 移動芯片天璣 9300+。據介紹，這顆擁有出色生成式 AI 能力的旗艦芯，可以讓開發者在開發 AI 應用時更得心應手。

而伴隨着天璣 9400 的發佈，聯發科旗艦芯片的 AI 能力又邁上了一個新台階。

聯發科方面表示，天璣 9400 集成了性能更強、能效更高的第八代 AI 處理器 NPU 890，其端側多模態 AI 運算性能高達 50 Tokens/s。與天璣 9300 相比，其大語言模型（LLM）的提示詞處理性能實現了80%的提升，Stable Diffusion 的執行性能提升了 2 倍，AI 模型文本長度提升達 8 倍，但功耗同比大跌了 35%。

同時，該 NPU 還率先支持時域張量（Temporat Tensor）硬件指令加速、率先支持端側高畫質高畫質 DiT（Diffusion Transformer）技術、率先支持端側混合專家（MoE）模型。

聯發科表示，當初公司在規劃端側訓練的考量是希望手機能夠“越用越懂”，利用用户晚上休息的時間，將手機接通電源，通過 NPU 的訓練能力執行低功耗的訓練，讓用户的手機能夠每天都更懂用户多一點。

“端側訓練希望帶給消費者一個‘越來越懂你’的智能體化佈局之一。”聯發科方面強調。

除了看起來不可能的端側訓練以外，依賴於聯發科這顆擁有強悍 AI 能力的芯片，開發者不但可以在智能手機上實現“文生圖”，甚至在處理“文生視頻”等對算力有更高需求的應用時也遊刃有餘。而能獲得這樣的表現，與聯發科在定義這顆芯片的時候做的一些決定密不可分。例如，在執行視頻生成任務時，天璣 9400 會運用和傳統技術不一樣的“時域張量硬件加速技術”。聯發科方面表示，這樣的設計會帶來兩個好處：

一是在視頻生成上的時域加速，聯發科針對 4D Tensor 和 5D Tensor 做了指令集的優化，讓文圖生成過程中的時域計算用上 5D Tensor，硬件可以獲得更好的性能表現，從而讓高畫質視頻生成能夠在本地端發生；

二是針對端側訓練所提到的 backward propagation（反向傳播）部分。按照傳統的做法，整個 propagation 當中有不少是要把推理完的結果通過 Loss Function 再回送回來。在過去，這些 backward propagation 需要很多像 deconvolution 這樣的反運算單元，這些任務以往也只能在 CPU、GPU 上加速。

“在聯發科的第八代 NPU 上，我們將這個硬件算子的指令集，將這種訓練的指令集融入到硬件能夠支持的加速指令上，使得我們可以實現端側快速、低功耗和高性能的生成。”聯發科高管強調。

全大核設計再接再厲，處理器更快更強

如文章開頭所説，聯發科在發佈上一代旗艦的時候，創新性地引入了“全大核”設計，這給行業帶來了震撼，也讓公司擁有了更多的競爭籌碼。事實上，過去一年多的發展，證明了聯發科的決定確實是個明智之選。而隨着生成式 AI 等應用的更新，遊戲需求的提升，聯發科再接再厲，帶來了新一代更快更強的處理器。

在 CPU 方面，和上一代採用四個 Cortex-X4 超大核和四個 Cortex-A720 大核的配置不一樣，聯發科在天璣 9400 上採用了 1 個 Cortex-X925（3.62GHz）超大核、3 個 Cortex-X4 （3.3GHz）超大核和 4 個 Cortex-A720 （2.4GHz）大核的新一代“全大核”設計。

據聯發科高管介紹，之所以會採取這個新設計，是公司在產品規劃時對 CPU IP 組合能效評估的結果。“我們認為，在天璣 9300 CPU 組合的基礎上，再增加一個最大的超大核，就可以在各種不同負載的場景下提供比較好的能效。”聯發科高管強調。“藉助這個大單核，天璣 9400 的性能較前代實現了大幅度的提升，而基於 3nm 製程，我們對天璣 9300 的原有架構做了二次優化，把架構的能效做到最好，從而誕生了這個組合。”聯發科高管接着説。

從提供的數據可以看到，與前一代相比，Arm Cortex-X925 CPU 的 IPC 實現了 15% 的顯著提升，單核性能提升了 35%，多核性能增加了 28%。但 CPU 功耗反而降低了 40%，在日前應用中，其功耗表現更是非凡，同比大跌 32%。

從聯發科過去兩代旗艦芯片上的配置，我們可以看到這家芯片巨頭在產品定義上的一些轉變。

以聯發科為代表的領先手機芯片廠商，過去幾乎都會跟隨 Arm 和台積電的節奏做變化。例如，每當 Arm 推出新的 IP，他們都會與時俱進地在新一代旗艦上引入，同樣的事情過去也出現在台積電推出新工藝的時候。但回看過去幾代的產品發展，這種情況逐漸發生了變化。

隨着天璣 9400 的發佈，聯發科在自主選擇上更進一步。在筆者看來，如果説天璣 9300 是突破傳統 Big.little 架構，更貼切用户需求的一種嘗試，那麼天璣 9400 沒有選用 Arm A750，則屬於是讓 IP 配置更有針對性的一種突破。

聯發科方面也表示，這幾年的設計理念已經轉化成——我們到底想要得到什麼東西？

按照聯發科所説，公司希望新的芯片能針對每一種場景（如重載場景、中載場景或輕載場景）去優化其性能和能耗，志在達成 30% 以上的重載、輕載場景下功耗的優化。在這個基礎上，再去考量如何選擇 IP，從而誕生了天璣 9400 當下的這個 CPU 設計組合。再加上同比增加的二級緩存（100%）以及三級緩存（50%），搭配率先支持的、性能和能耗均同比提升了 25% 的 10.7Gbps LPDDR 5X，聯發科新旗艦芯片的 CPU 如虎添翼。

除了 CPU 以外，聯發科在新芯片的 GPU 上也融入了這種設計理念。據瞭解，在天璣 9400 上，聯發科採用了全新的 12 核 GPU Immortalis-G925，與上一代相比，其峯值性能相較上一代提升 41%，功耗節省 44%，光線追蹤性能較上一代提升 40%，遊刃有餘的性能大幅提升遊戲沉浸感。

值得一提的是，全新的 G925 還針對移動端首發 OMM 追光引擎，讓移動端的光追畫質再上檔次。

無線連接全面升級，旗艦芯片無短板

在這些年的智能手機 SoC 競爭中，除了一如既往地對 PPA 進行追逐外，上文談到的 AI 也是重點之一，過去幾年廠商們圍繞着 NPU、GPU 和 AI 加速器進行了多方面的佈局升級，以打造出極具競爭力的 AI 引擎。從上文的介紹中我們也能看到聯發科在這方面的佈局。

對於智能手機 SoC 廠商來説，這些年還有另外一個追逐點——5G。作為一代革命性的通信技術，5G 因為其豐富的性能，被賦予了更廣泛的含義，於是手機 SoC 廠商也在此押下重注，推動 5G 在不同頻段、不同應用上發揮作用。以聯發科為例，據介紹，迄今為止，公司已投入超過 1000 億新台幣（超過 33 億美元）用於 5G 研發，擁有長期的研發成果、3GPP 參與（5G/蜂窩標準聯盟）以及不斷增長的廣泛 5G 產品系列。

在天璣 9400 上，聯發科也帶來了領先的 5G 技術展現，其新一代 3GPP R17 5G 調制解調器，支持四載波聚合（4CC-CA），Sub-6GHz 網絡下行傳輸速率可達 7Gbps ，支持 5G/4G 多制式雙卡雙通。通過自帶的天璣 5G 高效率模型，則能把 16 種場景辨別準確率提升 99.5%，還可以將功耗降低 18% 的同時，將網速提升 30%。

5G 以外，包括 WiFi、藍牙在內的局域網通信技術，也是芯片廠商這些年發力的重要無線技術方向。作為一家全球領先的 WiFi chipset 供應商，聯發科在天璣 9400 上也集成了領先的 4nm WiFi 7/藍牙芯片組，數據顯示，在最新三頻 WiFi-7 加持下，聯發科天璣 9400 WiFi 的實測最高網絡傳輸速率達到了驚人的 7.3Gbps，遊戲抗干擾能力也提升了 80%，藉助天璣 Xtra Range™ 3.0 技術，聯發科更是進一步增強了 WiFi 性能——將連線距離增加了 30 米。

藍牙技術則是手機廠商這些年追逐的又一個無線技術，聯發科同樣在上面有着深厚的積累。在最新的天璣 9400 上，聯發科為其引入了新的藍牙技術標準。從官方演示中可以看到，該芯片擁有超高的藍牙吞吐量，能率先支持極清音質（高達 384KHz），也能將日常使用功耗至多降低 50%。其穩定藍牙傳輸距離更是最高可達到 1500 米，顛覆了過往大家對於藍牙的想象。

在集成了領先的無線技術之後，聯發科把天璣 9400 打造成了一個全能的“六邊形戰士”，賦能手機廠商，幫助消費者實現無限可能。

總結

回顧智能手機 SoC 領先廠商過去十多年的發展，幾乎所有都將晶體管密度、時鐘頻率和功耗當做了追逐重點。他們自以為打造出最高性能的芯片，就能在客户處得到高度認可。但事實證明，這並不是產業發展的正確道路。

正如聯發科高管在分享天璣 9400 的 CPU 設計理念時所説：“在 CPU 設計上，我們不再聚焦於追求頻率的數字，而是更關注性能本身，讓大家把注意點回歸到手機的性能體驗上”。這也正是聯發科在過去幾年一直所踐行的。在天璣 9400 創新的架構選擇上，聯發科再一次將這種設計思路體現得淋漓盡致。

作為一家縱橫芯片行業數十年的廠商，聯發科的表現有目共睹，這一方面體現在其紮實的技術基礎上；另一方面，公司與時俱進的創新，也是讓聯發科立於不敗之地的根本。從過去的“Turn Key”模式助力手機產業騰飛，我們就見識到了聯發科在這方面的實力。

“天璣致力於為用户打造非凡的旗艦體驗，第四代旗艦芯片天璣 9400 不僅擁有卓越的性能，其高能效設計更是一脈相承。我們相信，通過持續的技術突破和產品創新，MediaTek 將實現市場份額的穩步增長。”聯發科董事、總經理暨營運長陳冠州強調。

基於這些輝煌的過去和當前的佈局以及團隊的信心，我們堅信聯發科必然能在 AI 新時代，帶領整個智能手機產業奔向另一個新高峯。

路雖遠，行則將至；事雖難，做則必成。