谷歌|Google自研手机SoC深度揭秘:翻车了?

因为上一代用骁龙 765G 的骚操作,在大家心目当中,Google Pixel 系列算是断更一代 。
Pixel 6 系列就不同了,有 Google 自研 SoC——Google Tensor(Tensor 是张量的意思,名字就很 AI,很ML)、追上时代的相机硬件,也有相对厚道的价格 。
谷歌|Google自研手机SoC深度揭秘:翻车了?
文章图片

重回旗舰市场的计算摄影大佬,终于肯用现代的 CMOS 了!机圈立即奔走相告,直到国外用户拿到真机,Anandtech 放出 Google Tensor 的测试成绩和分析……
在不改变 Anandtech 原意的情况下,我们对这颗如此重要和有趣的 SoC 的内容进行整理和编译 。
全自研还是魔改(半定制)?
Google 表示 Google Tensor 是迈向新型工作负载探索之旅的起点,现有芯片方案无法实现他们说的目标 。凭借多年来的机器学习研究经验,Google 把 Tensor 做成一款以机器学习作为差异化的 SoC,据说其让 Pixel 能实现很多独特的新功能 。
关于 Google Tensor 的第一个争议是,它是全自研?还是魔改(半定制)?这里主要看你对 “自研” 的定义,Google 和三星看似密切的合作,模糊了传统的自研和半定制之间的界限 。
在 Google 内部,Google Tensor 代号是 GS101,可能是 Google SoC 或 Google Silicon 的意思 。而之前爆料说的 Whitechapel(白教堂),还没有任何证据表明其是真实存在的芯片 。
谷歌|Google自研手机SoC深度揭秘:翻车了?
文章图片

而 Google Tensor 基本遵循三星 Exynos 的命名规则,其 ID 是“0x09845000”,拆解后能看到丝印是 S5P9845(编者:原文发布之初,认为 ID 对应 S5E9845,但经 TechInsights 拆解,确认是 S5P9845) 。作为参考,三星 Exynos 2100 的 ID 是 S5E9840,Exynos 1080 是 S5E9815 。
几年前就有报道说三星开始提供半定制的芯片服务,当时就有三星与思科、Google 的合作消息 。ETNews 在 2020 年 8 月的文章中提到,三星会根据客户需求提供“定制”技术和功能,甚至从芯片设计阶段就开始提供 。
三星不再是简单的芯片制造商,而是完全参与芯片设计,这都可以和 ASIC 设计服务相提并论了 。但这是个很特殊的情况,毕竟三星不但有台积电那样的芯片代工业务,它也有自己的自研 SoC 。
Google Tensor 和三星 Exynos 高度同源,除了大家常说的 CPU、GPU、NPU 等高级结构外,芯片中的基本结构很多都是同源的 。虽然纸面上,三星、联发科、海思,甚至高通(只有CPU方面),用的都是 arm 的 Cortex CPU 和 Mali GPU 公版架构,但它们的底层架构还是非常不同的 。
Google Tensor 使用的是三星 Exynos 的框架,不但有相同的时钟和电源管理架构,它们的存储控制器、外部接口的 PHY IP 等高级块,甚至连 ISP 和媒体编解码器等较大的 IP 功能块都很相似 。有趣的是,Github 上已经有 GS101 的公开信息,可以 1:1 地比较它和 Exynos 的结构组成 。
不过,虽然用了 Exynos 的基础模块和框架,但 SoC 的定义确实由 Google 控制,结构和  IP 块之间的连接设计上,Google Tensor 和三星 Exynos 都是不同的 。
例如 Exynos 上,CPU 是用总线连起来的,而 Google Tensor 的 CPU 集群是被集成在一个更大的 CCI 里面 。从外部看,可能是用了不同的总线设计,也可能是完全不同的 IP 。另外,像内存控制器的连接方式,它们也是不太一样的 。
性能规格分析
单看 CPU 就知道 Google Tensor  的特殊之处,2x X1 + 2x A76 + 4x A55,这个“2+2+4”结构在三星 Exynos 9820 和 Exynos 990 都出现过 。但当今 Android 旗舰 SoC 中,1+3+4 才是绝对的主流 。而且敢堆 2 颗 X1 的,仅 Google 一家 。