安卓CPU性能原地踏步的两年

　　2020年的骁龙865是高通最近几年最成功的旗舰SoC，同年的麒麟9000成为海思绝唱。随后2021年的骁龙888永久改变了安卓手机的散热配置，2022年的骁龙8Gen1更进一步，连用风扇主动散热的游戏手机都在继续升级散热。
　　当年骁龙810机型并未大批量铺货，所以公众其实还是第一次感受到移动SoC的热情如火，这是安卓手机GPU性能飞涨的两年，但也是安卓CPU原地踏步的两年。
　　下面故事概括就是一条条逻辑链：
　　SoC：功耗高发热降频卡顿
　　厂商：增强散热更严格的温度控制降频卡顿一顿操作猛如虎，表现不如865。随后衍生出更激进的跑分白名单游戏降分辨率皇帝的新衣
　　媒体：测试机调度激进性能良好开卖后推降频固件用户结果和媒体结果冲突首发媒体被喷跑分无用论
　　用户：看到连续两年的摆烂厂商不调好，不发布宣言实测打脸实际不调，好不，发布
　　热情如火的骁龙888
　　iPhone用户和非手机圈用户，可能并不了解为什么安卓阵营哀嚎了两年，我们按时间顺序理一下，究竟发生什么事。毕竟大家习惯了手机性能以每年2030幅度增长的日子，但实际上安卓阵营已经出现性能体验原地踏步的情况了。
　　故事从2020年底骁龙888发布说起。后者首发三星5nm工艺，也首发搭载arm首个真正的超大核架构CortexX1。骁龙888发布之前，微博大V数码闲聊站称骁龙888性能强，功耗低，大家对未来充满了期待。
　　极客湾视频
　　首发骁龙888的小米11在2021年元旦开卖，极客湾在1月6号的《骁龙888性能分析：翻车！》为骁龙888火热的一年拉开了序幕。骁龙888是否翻车，成为了2021年机圈最热门的话题之一。
　　2017年的骁龙835日常功耗在3W的量级，随后的骁龙845、骁龙855、骁龙865功耗稳步增长，来到了5W到6W区间。而骁龙888的X1大核，单颗功耗就能跑到3。3W，CPU多核功耗从骁龙865的5。9W直接飙到7。8W。其GPU部分的功耗和能耗比曲线也不普通，以致于早期很多人都认为骁龙888的GPU只是在骁龙865的基础上继续超频并导致功耗偏高。
　　因为骁龙888的功耗数据高得不正常，所以后来还出现了物理拆机，用假电池排线的物理方法强行测试功耗。虽然结果比软件测试功耗低2W，但整机功耗依然达到了10W级别，瞬时功耗迫近11W。
　　功耗的上涨，导致在交互化跑分软件《原神》中，骁龙888机型都能轻松突破45度，部分极端机型可以冲到近50度。3C数码产品有48度的温度线，以防止用户被低温烫伤，所以骁龙888机型几乎都遭遇了屏幕强制降低亮度，系统锁帧等现象（游戏手机除外）。
　　随后的事情，可能很多用户都有所听闻。天气转暖，先是大批用户反映骁龙888旗舰会有发热卡顿的问题，甚至会触发过热警告。随后一众厂商赶在夏天之前推送了降频固件，用限制性能输出的方法来降低发热，以压制骁龙888的热情。
　　紧接着就是出现大批量骁龙888降频后性能不如骁龙865的反馈和不满。最惨的小米，一来是首发的骁龙888，二来是早期执行为发烧而生的积极调度策略，夏天出现了小米11因高温烧WiFi的事件。虽然后续有相当良心的换机政策和机型改进，但一朝被蛇咬的小米，随后成为温控和频率控制最保守的厂商。
　　骁龙8Gen1：火炎焱燚！
　　时间可以冲淡一切，大家坦然接受了骁龙888的热情，甚至亲切地调侃只有骁龙888还在冬季给我一丝温暖。然后，骁龙8Gen1来了。
　　大米评测数据
　　一代新人胜旧人，称号也从火龙升级为炎龙。新的X2大核，单核功耗刷新了骁龙888的纪录，从3。3W跃升到4W级别，新的A710大核也有2。1W（中核有3颗）。而新的AdrenoGPU，在GFXBench曼哈顿3。0场景的功耗，也从骁龙888的8。2W跃升到10。9W。
　　这是手机SoC历史上从未出现过的功耗成绩，CPU峰值和GPU峰值功耗双双突破10W，俨然是平板电脑，甚至是轻薄本级的功耗级别了。苹果M1和骁龙8Gen1，以不同的方式达成了各自的PC级标准。
　　上一颗这么奔放的手机SoC还是2015年的骁龙810。但和7年前不同的是，现在的手机厂商有足够的技术储备，能短时间压住它的发热。骁龙8Gen1不羁的功耗表现，让包括三星在内的所有安卓厂商，都在发布会上强调自家的散热配置。驯龙高手从以前的调侃，变成所有安卓厂商的目标。
　　再叠加现阶段国内部分32位应用的效率问题（骁龙8Gen1新架构中，8颗核心里只能3颗中核支持32位应用），加剧了老旧应用中的发热和卡顿问题。要知道，一年里对手机发热最为友好的冬春季节即将结束，对温度更加敏感的夏天就在眼前了。
　　同样的发热问题，也出现在使用同款三星5nm4nm工艺的Exynos2100和Exynos2200上（欧版韩版的三星GalaxyS21系列和欧版的S22系列）。后者是首个搭载AMDRDNA2GPU的移动SoC，其不但GPU绝对性能没打过骁龙8Gen1和天玑9000，CPU部分也和骁龙8Gen1一样出现能耗比倒退。
　　同一条时间线上，在用户饱受发热之苦的2021年12月，联发科发布了第一个真正超越高通的SoC天玑9000。联发科在量产机开卖前3个月就把工程机拿给媒体进行测试的操作，也是以前从未出现过的。
　　台积电4nm、更有诚意的堆料、测试机上压倒性的CPU和能效比，都让大家期待值拉满。干翻X通！天下人苦X通久矣的欢呼声不绝于耳。最终万众期待的天玑9000，由OPPOFindX5Pro天玑版PPT首发，由RedmiK50Pro物理首发。
　　联发科天玑9000量产机确实展现出碾压骁龙8Gen1的能耗比，但峰值功耗依然夸张，能耗比也不如工程机逆天。故有梗：联发科提前给测试机，是为了防止后续厂商调不好的时候赖芯片。至此，2022年3颗采用armv9新架构的新SoC，全部都在能耗比上挂彩。
　　还有一个小插曲。2021年的三星GalaxyS21Ultra、一加9Pro和OPPOFindX3系列等安卓旗舰搭载了更加省电的LTPO屏幕（可以动态调整屏幕刷新率的省电技术），而2022年旗舰更是大批量搭载更加省电的LTPO2。0屏幕。这2代LTPO屏幕恰巧遇上骁龙888和骁龙8Gen1，它们省下的电根本不够SoC吃，故有关于纳智捷发动机油老虎厂家去拼命优化轮胎省油的那些事儿的梗。
　　反向升级、体验倒挂和尴尬
　　热本身不致命，致命的是CPU性能也原地踏步。这里涉及能耗比（性能和功耗的比值）和热承载的概念：
　　能耗比：如果芯片能以更快的速度完成任务，然后回归低频，实际体验还是会有提升的。最好的例子是苹果的A系列芯片，它们的峰值功耗也不低，但A15峰值性能强，大幅拉升了能耗比。
　　热承载：无论手机如何堆石墨散热贴、VC均热板等散热部件，热量最终都只能通过手机外表面被动散发，只能通过增大表面积、增加风扇等方法继续提升。翻译就是，手机被动散热再好，也只能改善短时间的性能输出，正常手机能维持的热承载只有6W出头。
　　骁龙8Gen1的CPU性能和骁龙888并没实质性提升。另外要注意，骁龙888的X1大核是2。8GHz的，而骁龙8Gen1的X2大核的3。0GHz的，同频率下的性能甚至还反向升级了。功耗增长，性能不涨，能效比那日常效果怎么样呢？
　　摆在厂商面前的选择有两个：放开骁龙8Gen1跑，续航和发热受累。或控制频率，保住续航和发热。从结果上看，所有厂商都选了后者。导致新骁龙8只有在GeekBench、GFXBench、3DMakr等极少数跑分应用能火力全开。
　　从2018年的骁龙845开始，安卓旗舰SoC的最高频只会在应用开启和信息加载等重负载场景出现，部分骁龙888机型在2021年夏天采用全局降频的调度，开启应用也无法调用最高频率。而到骁龙8Gen1这一代，除游戏手机和moto，已经没有国产厂商敢在日常开放最高频率。这是骁龙8Gen1旗舰的日常流畅度还赢不了骁龙888直接原因（即便是天玑9000的RedmiK50Pro也得开性能模式才能冲到最高频，日常流畅度也无法和下面提到的天玑8100拉开差距）
　　跑分性能和日常性能的巨大差异，让今年跑分作弊的问题愈发明显。跑分白名单是存在多年的设定，锤子手机时期的罗永浩就炮轰过安卓平台的跑分白名单问题：手机遇到跑分软件就疯跑，日常使用却降频卡顿。
　　但今年骁龙8Gen1在跑分和日常调度上的差距之大，确实也是史无前例的，进一步促进了跑分无用论，冲击到跑分工具的信任基础：跑分那么高，不还是卡？
　　三星因跑分作弊被GeekBench除名
　　但跑分平台才是最着急的那个，著名跑分平台GeekBench多年来一直有声讨跑分白名单的操作，三星、华为、一加、小米都是被炮轰的常客。
　　大米评测数据
　　那骁龙8Gen1日常调度下有多少性能呢？通过修改跑分工具的APK包名，让GeekBench伪装成普通应用绕开系统白名单，结果除开之前被除名的三星S22系列，小米、iQOO、真我、一加和系列都有明显的性能下降。
　　调度最保守的小米12Pro，多核成绩下降12，是早期骁龙865级别（对的，安卓CPU性能2年涨12，而且只能在跑分白名单里）；单核成绩下降35，低于中端的骁龙778G。卢伟冰在K50电竞版发布会上说破芯片的梗，一定程度也得和严格的温控和频率调节有关。
　　不过热归热，必须承认骁龙8Gen1的GPU性能进步巨大，暴涨50以上，其GPU能耗比还是高于骁龙888的。这两年来，无论是高通的Adreno，还是三星、联发科等使用ARM公版Mali架构的GPU，都有巨大的性能进步。例如，骁龙888的GPU有35的提升，然后骁龙8Gen1的GPU又提升50，一举把前两年被苹果A13A14拉开的差距追了回来。
　　但遗憾的是，移动平台还没有能完全利用这批GPU性能的重要应用出现，《原神》等主流游戏的瓶颈一直都在CPU上，移动GPU的性能却在持续溢出。而GPU规模的增长，让其中低负载的功耗依然可观。在机身只能承载6W功耗的情况下，GPU和GPU抢功耗的情况非常明显，加剧了CPU的降频。
　　面对热情的芯片，手机厂商都不约而同地做出了一致的联合优化：降亮度、锁帧、降分辨率。而且这三板斧还从《原神》波及到负载不算高的《王者荣耀》、《和平精英》上，这样是盛况同样是历史上从未出现过的。
　　以前也有降低游戏渲染分辨率的设定（某GPUTubro），厂商可以获得发布会上一条条笔直的游戏帧率曲线，并能有效降低游戏发热。红魔和黑鲨的骁龙8Gen1游戏旗舰还能对perfdog的帧率曲线进行补帧，做到真正的直线，从而让测试工具失去检测实际帧率的效果。
　　但降分辨率的代价也是显而易见的，顾名思义，就是画面糊了。但惨痛的现实是，厂商后期OTA或用户自行破解画面限制后，发现骁龙8Gen1旗舰的游戏体验依然赢不了2两年前的骁龙865（类比梗：不明白为什么有的家长会支持禁网络游戏，这样别人不就发现你孩子没出息其实是因为笨了吗）。
　　现在安卓阵营的情况：好消息是骁龙865还能再战，坏消息也是骁龙865还能再战。形成了骁龙870倒挂骁龙888，而骁龙888又倒挂骁龙8Gen1的奇景。
　　联发科这边也出现了倒挂：22年3月刚发布的天玑8100，用着老一代的台积电5nm和老一代的A78架构，展现出历史最强的能耗比，在《原神》等大型游戏测试中，亲手把天玑9000击败，成为物理意义上的年度旗舰。天玑8100：高通870！接受我的挑战吧！然后骁龙8Gen1和天玑9000应声倒下。
　　三星工艺和ARM新架构的强强联手
　　两代骁龙的热情原因，大家第一个怀疑的就是三星的5nm和4nm工艺。除了代工骁龙888和骁龙8Gen1，三星也用相同的工艺做了同样火热的Exynos21002200，并为Google自研的Tensor（唯一搭载双X1超大核的SoC）代工。除了相似的工艺和架构，热情就是它们最大的共同点。
　　半导体的晶体管密度，是衡量工艺先进程度的重要指标。相同情况下，制程越先进，发热越低。芯片能用同等功耗输出更强的性能，或用更低功耗做到相同的性能。
　　根据Wikichip数据，三星5nm工艺节点的晶体管密度只有126。7MTrmm2，4nmLPE是145。8MTrmm2。但台积电上一代的5nm工艺就已经有171。3MTrmm2，甚至台积电的N7P工艺都有113。9MTrmm2。制程数字上，大家是齐头并进，但实际晶体管密度却有1到2代的代差。
　　如果仅仅只有制程的拖累，骁龙8Gen1或许不至于这么惨。今年的状况，是三星工艺和ARM新架构的强强联手的结果。
　　今年安卓阵营遇到了ARM推出amrv8十年后的第一次重大指令集更新armv9。骁龙8Gen1、天玑9000、Exynos2200三大产品都换成了X2A710A510架构。除去超大核X2的性能原地踏步，大核A710的能耗比也有较为明显的下降，而最应该提高能耗比的A510小核，只是续接了前代A55小核的能耗曲线，性能更强但功耗也更大，导致芯片低负载功耗也上涨了。
　　架构升级反而导致实际性能倒退的事情，7年前还发生过一次。那是遥远的2015年。那一年，火龙的名号还属于骁龙810。
　　当年的情况是，苹果在2013年出其不意地发布了首颗64位移动处理器苹果A7。次年，高通用台积电20nm，在骁龙810上强行使用ARM的首个64位架构A57。后面的事情大家都知道了，骁龙808被迫成为代理旗舰，主流厂商跳过骁龙810，造成当年部分国产旗舰的断档。那一年也是三星唯一一年，没同时使用骁龙和自家Exynos芯片，那年的GalaxyS6系列和GalaxyNote5都只有Exynos7420版本。
　　更雪上加霜的是，armv9架构中的X2和A510不再支持32位APP，国内大量坚持32位的落后APP只能在3颗A710大核上运行，造成了3核有难、5核围观的窘况。A710大核拉升了CPU的电压，导致性能低，但功耗却不低。
　　移动智能终端生态联盟4月6日公告
　　国内还有大量32位APP，甚至国产手机系统中部分自带APP都还是32位的。在骁龙8Gen1发布3个月后，OPPO、vivo、小米、应用宝和百度，终于在4月联手宣布不再允许单独上架32位APP，算是从根源上促进了国内APP的64位化。
　　而作为对比，苹果iOS在2015年就要求AppStore內任何应用更新都必须包含64位版本，到2017年的iOS11就强制禁用了32位应用。回过头来看，ARM为了中国国情，特意在A710上保留32位APP的支持，还真不知道算是好事，还是坏事了。
　　另外提一嘴ARM公司的插曲，英伟达在2020年9月和软银达成收购ARM的协议，在2022年2月宣布收购失败，随后软银宣布将在2023年推动ARM上市。时间上的巧合，让大家调侃ARM新架构不行，是因为ARM忙着被收购，没心思搞架构，但ARM公版架构的前景才是更加让人担忧的。ARM为备战IPO准备全球裁员1215，CPU架构被苹果越抛越远，这是内忧。而外患自然是合作伙伴的叛逃。
　　在苹果全平台转向ARM平台的2年间，M1、M1Pro、M1Max、M1Ultra轮番刷新大家对ARM阵营的认知。这和ARM官方架构的颓势形成鲜明对比，并证明ARM指令集也是可以做高性能产品的。而实际上高通也不是成心挤牙膏，高通在2021年1月以14亿美元的价格收购了芯片设计公司Nuvia，后者由三位从苹果离职的芯片专家创立。当中的GerardWilliams主持设计了苹果A13和之前的CPU，其也可能参与了A14和M1系列芯片的设计。所以外界普遍猜测，高通将会回到全自研架构。
　　PS：高通骁龙在2007开始就是自研架构，在2016年的骁龙835放弃了自研架构，开始以ARM公版架构为基础做魔改。而三星Exynos则是在2016年的Exynos8890开始用自研的猫鼬大核架构，坚持到2020年的Exynos990（第五代猫鼬M5），在2021年重归ARM公版怀抱。
　　SoC的重要性，从未如此突出
　　2017年之前，国产旗舰的最大优点就是良心顶级骁龙芯片。而这两年，国产旗舰的最大遗憾成了芯片。芯片好的手机不一定好，但芯片差的手机绝对差。任你屏幕、续航、充电、相机的外围堆料配置有多强，只要芯片差，那就是短板在漏水的木桶。
　　普罗大众从未如此深刻地体会到SoC芯片对手机的重要性。大家习惯了SoC是会不断进步（最起码不至于会倒退）。正如网友所说：2017年的骁龙835那会，按照处理器买手机的人，在网上被喷得一无是处。而到了2022年，所有人都按照处理器型号来买手机。
　　安迪比尔定律从未失效，新芯片提供的性能都会被新的软件吃掉。就算这两年安卓平台的CPU性能原地踏步，甚至有所倒退的情况下，国内软件也从未停止前进的脚步。QQ都已经内置虚幻引擎成为真正的国产3A大作，微信、淘宝们也从未停止新增趣味功能的脚步。而比老旗舰因新版APP而变慢更惨的是新旗舰流畅度还赢不了老旗舰。
　　不幸，但不完全不幸的华为
　　当苹果拿2个M1Max合在一起，并给显示器上A13的时候，华为只能从仓库里找1年半前切割好的晶元，一次一次的屏蔽下去以苟延残喘。
　　华为受到禁令影响，麒麟9000成为绝唱，这是不幸，但这个时机却是不幸中的万幸。华为遇上了安卓阵营丢失的2年：麒麟9000用了非常争气的A77架构，它后面就是骁龙888用的X1和挤牙膏用的A78架构，再过了一年是骁龙8Gen1上的X2A710A510。
　　而鸿蒙起步时的Android10，同样是瓶颈前的一代。随后的Android11和Android12，其他国产系统可是吃了不少苦头。而和华为的运气形成鲜明对比的是魅族：联发科遇上了最好的魅族，魅族错过了最好的联发科。
　　放大到行业层面，2020到2022是国产旗舰冲高端的关键时间。华为让出高端空间的2年，国产旗舰进步巨大，大家用上了2K屏幕、充电以倍数秒杀苹果和三星、国产系统白花齐放、甚至拍照水平都已经不把iPhone放在眼内（当然，视频还是iPhone最强）。可以说，国产厂商把能把握的东西都准备好了，但结果遇上了2021年的骁龙888和今年的骁龙8Gen1。
　　我们看到的是海思在最风光最强盛的时候被急流勇退，我们心中的海思只有可惜，但绝不算可怜。以致网友调侃高通这公司能处，麒麟被制裁它是真的会等，也真会激励发哥变强，大家还以为是高通在帮华为拖住其他安卓厂商。而苹果看着安卓阵营内斗，库克含泪收割高端市场。
　　Counterpoint数据
　　在三星已成摆设的国内市场，只有苹果一个物理对手，其他品牌接不住华为放出的高端市场，这是个值得中国人铭记的耻辱：2021年，中国高端手机占比（售价600美元），从2020年的44。6下降到36。5，全部安卓加起来都赢不了iPhone。截止4月6日，作为这批国产旗舰的门面，小米12系列首月销量是前代的41。这里有疫情的影响，但芯片要背负多少责任？就得由大家自行判断了。
　　同样讽刺的是，拥有华为以前渠道的荣耀，以极高的速度崛起。从荣耀50到荣耀60，从Magic3到Magic4，产品力上是能感知到荣耀被耽搁的大半年的。但和其他旗舰一样用骁龙芯片的荣耀，用销量向我们证明，单纯的产品力在绝对的渠道力量面前其实是挺无力的。这样的事实，又何尝不是扇在产品经理脸上的响亮耳光。余承东说华为会在明年强势回归，我们也很好奇，那时候的荣耀，会什么样的身份出现？
　　手机市场每隔几年就会有江郎才尽、已经看到天花板的说法。2017年的小米MIX开启了全面屏时代，为智能手机续命2年；华为带起来的大底传感器和长焦镜头军备竞赛，又为国产旗舰提供了3年的发展期。
　　而现在的手机市场和国内A股一样茫然，大家看不到未来的路。A股只有上下两个走向，而且总该会看到底部，但国产手机却越发迷茫。几乎被穷尽的外观设计、进入瓶颈期的屏幕、充电和拍照、轮不到国产厂商控制的SoC，都在提醒我们，手机厂商貌似也没找到下一个发展方向。但此时此刻，唯一能确定的是，下一个风口不是折叠屏。
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