华为麒麟980
华为最近发布了新一代旗舰芯片麒麟980，作为中国大陆地区目前唯一能够大规模量产的手机芯片，华为海思麒麟处理器始终深受国人的支持和喜爱，特别是在经历了“中兴事件”之后，华为麒麟芯片让很多国人找到了信仰支撑。
但与此同时，另外一些人则质疑华为麒麟采用的是ARM的“公版架构”，不能算真正意义上的自主研发。这到底是怎么一回事？我们今天就来聊一聊这个话题。
我们通常所说的“手机芯片”，其实是由许多块芯片所组成的“芯片系统”，又被称为SoC（System on Chip）。SoC中包含了CPU（中央处理器）、GPU（图像处理器）、DSP（数字信号处理器）、Modem（调制解调器）、ISP、基带、蓝牙、WIFI等各种芯片和模块。
高通和华为SoC的架构示意图
可能在大多数普通人的眼中，自主研发的意思就是整个芯片的每一个部分，每一个元器件，甚至每一个逻辑单元都是具有自主知识产权的。这其实是一个很大的误区，芯片行业是一个高度分工的全球产业链，尤其是在移动处理器上，试图掌控所有环节，完全不和其他人合作本身就是一个不切实际的想法。
以SoC中的CPU（中央处理器）为例，它占据了整个SoC大概1/3的面积，承担了许多诸如任务处理在内的重要功能。从最底层来讲，目前移动处理器的采用的都是ARM的指令集，所以如果要追根刨底的话，没有哪一款CPU是真正意义上的自主研发。
华为麒麟芯片中前几代的CPU采用了“ARM公版架构”，也就是说用了ARM提供的CPU核心；而到了麒麟980这一代，虽然用的还是ARM的核心，但华为海思做了进一步的改进，设计了一套全新的Kirin CPU子系统：它使用了2超大核、2大核、4小核的三档能效架构，三种CPU核心采用了三种不同的频率，并且推出了Flex-Scheduling智能调度机制，让CPU在重载、中载、轻载场景下灵活适配，使用户在获得更高性能体验的同时获取更长的续航体验。
麒麟980 CPU架构示意图
相比起华为在公版架构的基础上进行优化而言，高通和三星则是更进了一步，使用了自主设计的架构。
这有点像造汽车，如果说华为麒麟以前用的是别人的发动机的话，那么这次麒麟980对发动机进行了更多的调教和优化，而高通和三星则是有能力自己设计发动机。但无论是高通、三星还是华为，他们各自的发动机底层技术都离不开ARM，只是相比起来，自主架构的CPU在单核性能和功耗上都会更有优势。
讲到这里要引出另外一个问题，是不是使用自主架构就一定比用ARM公版架构要好？
其实这并不是绝对的，自主架构优于公版架构的一个重要前提条件就是采用自主架构的厂商在技术上要有足够的积累。而之前无论是高通骁龙还是三星猎户座在进行自主架构研发的时候都曾经在稳定性、功耗，发热等细节问题上出过问题，这两家厂商也是在不断地磕磕碰碰中逐渐走向成熟。
其次，即使采用了成熟的自主架构，也不一定代表芯片SoC的综合性能就更好。就像发动机虽然是汽车里的一个重要部件，但汽车的整体性能并不只取决于发动机，它和变速箱、底盘、转向控制机构等部件也紧密相关。
我们一般提到的“公版架构”指的是SoC中的CPU和GPU部分，但除此之外SoC的整体性能还取决于其它的因素，例如：
1. 总线。麒麟芯片采用了ARM提供的核（例如：A76和A55），但一共用几个核，核心之间采用什么样的总线互联，缓存的大小，如何分配都是厂商在设计SoC的时候会影响到性能的关键因素。
2. 基带。基带和上网速度有关，这应该算是华为的骄傲了，华为在通讯领域的成就有目共睹，海思麒麟芯片用的也是自家的通讯基带芯片。麒麟980使用了Cat.21的4.5G基带，下载速度高达1.4Gbps，优于高通同级产品。
3. ISP（图像感应处理器）。现在的手机都强调拍照效果，图像处理不能靠CPU和GPU，需要用到专门的处理器，ISP芯片的好坏决定了手机拍照的效果以及是否可以支持4K高清摄像。
4. NPU（人工智能芯片）。这也是麒麟芯片SoC的优势所在，980系列使用了首款双核NPU，AI算力是上一代产品的4倍，支持更丰富的AI场景；每分钟图像识别4500张，识别速度相比上一代提升120%，而高通骁龙目前还没有内置AI芯片。
5. 除此之外，还有音频解码器、Flash通信模块、电源管理芯片以及各种传输接口等等。手机的整体性能和差异化，离不开这些特定的模块去发挥作用。
麒麟980 SoC架构示意图
所以看到这里的时候就会明白，单纯讨论CPU/GPU是否是自主研发的其实意义不大，而从芯片SoC的角度来说，麒麟芯片一定是华为自主研发的，在这点上毫无疑问。
即使是使用了ARM公版的CPU和GPU，这本身也不是什么丢人的事情。能够把基于公版CPU/GPU 的SoC设计好了也需要两把刷子，把各个细节都设计得合理需要有很强的技术功底和大量投入，一旦研发控制不好，芯片在功耗、发热方面就会出现各种问题，所以就芯片的研发需要非常强大的人力、物力和高超的技术能力。
华为目前在芯片设计的能力上可以说已经进入了世界第一梯队，距离高通的差距已经很小很小，这已经是巨大的进步，而未来基于完全自主架构的CPU/GPU设计的芯片SoC也只是一个时间问题。
中国芯
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