半年后，实时光线追踪将会是所有 Android 旗舰手机的基本标准

除了 iPhone 搭载自研 A 系列芯片，Android 厂商们的 SoC 多是来自于高通、联发科与三星。

▲ 图片来自：wccftech

而高通、联发科与三星在 SoC 自主设计 CPU、GPU 架构上涉及不深，更偏向以 Arm 的公版架构为主。

如此，就带来了一个问题，当 Arm 公版架构设计不佳的时候，很容易引起连锁反应，旗舰芯片表现不佳，最终 Android 旗舰产品也大面积发热耗电。 倘若再加上芯片代工厂的工艺良率不高，简直就是雪上加霜。

近年来，Android高阶 SoC 也陷入了如此的恶性循环，近年各厂的 Android 旗舰也被拖下了水。

原本算是较为小众的 SoC 知识，也逐步成为普通消费者的一个选购认知。

不过，相对于较难赶超的制程工艺，Arm 的公版架构定型之后，还是可以透过优化逐步扭转劣势。

▲ 第一代 Armv9 CPU 核心 图片来自：Arm

去年，Arm 在公版架构中引入了 Armv9 指令集，带来了 Cortex-X2、Cortex-A 710 和 Cortex-A510 三款全新的公版 CPU 核心。

最终在骁龙 8 Gen1 和天玑 9000 中，这套全新的架构相对于前代有了一定的提升，但仍旧有着不小的优化空间。

在前些日子的 Total Compute Solutions 2022 大会上，Arm 对外公布了最新一代的公版架构，包括全新的 Cortex-A 三个 CPU 核心与全新的 GPU 系列。

新一代的CPU架构核心几乎也是就是围绕着优化与加强，GPU则实实在在的是创新。

CPU 着重提升能效比

Arm 芯片的优势便是能效比，但近年超大核 Cortex-X 的出现也开始让移动端的 Arm 芯片的绝对性能有了不小的进步。

新一代的Cortex-X3的出现，依旧是为了峰值性能，在与Cortex-X2相同的3.3GHz时钟频率之下，X3有着25%的性能提升。

倘若 X3 运行在 3.6GHz 下，相对于一些主流规格的笔记本处理器来说，则有着 34% 的提升。

显然，Cortex-X3超大核的超频潜力，以及更高的性能（和能耗）是给Arm的PC所准备，并非是为下一代的手机旗舰SoC所设计。

大核心 Cortex-A715 从命名来看，更像是对前作 A710 的改进，重点围绕的是效率。

核心结构优化之后，Cortex-A715带来了5%的性能提升，同时能耗有了20%的降低。

从曲线来看，无论是在何种状态，A715 相对于 A710 都有着更好的能效比。 为此，Arm 还表示在相同的频率和缓存下，A715 已经有了媲美 X1 的性能。

另外在大核心上，Arm彻底地取消了对 32 位 App 的支持。 因此，A715 的指令解码器的尺寸比前作缩小了 4 倍，使得 A715 核心在面积、功率和执行方面更有效率。

中核心的命名仍是 Cortex-A510，但 Arm 仍旧做了优化，并称之为是焕然一新的 A510。 （感觉更像是重做了一遍 A510，毕竟前作问题很大。 ）

新A510核心，改进了时序，优化效率，由此功耗降低5%。 最为关键的是，A510 重新加入了对32位App的支持。

为此这个全新的 A510 也会被运用到物联网等其他领域，同样地，也不仅面向智能手机。

除了三款自有Cortex核心的优化迭代，Arm的DSU（DynamIQ Shared Unit动态共享单元）也更新支持12个核心与16MB的L3快取。

由此，未来的Arm处理器可能有着更为丰富的核心组合，除了常见的1+3+4的三丛架构，也可以是1+4+4、2+2+4等组合，甚至在一些追求更高能的芯片上，也可以用上8+4+0这种究极组合。

总的来说，Arm新一代的 Cortex 核心多是在优化前代的结构，尽量提供更优的能效比，以及修正前代的一些不合理的设计。

另外，Arm的核心设计也不仅限于智能手机，而是开始扩展各个核心的覆盖范围，超大核心X3着重向PC领域发展，而中核心A510具有更强的兼容性以面向物联网等领域。

GPU 光追将成为标配

以往來說，Arm 的公版 GPU 相對於 CPU 核心來說要弱勢一點，更像是個基礎的配置。

Arm 公版的 Mali GPU 不斷迭代，在上一代的旗艦晶片中，公版的 Mali 在表現上已經接近高通自研的 Adreno。

隨著新一代 CPU 核心的發布，Arm 也更新了新一代的公版 GPU。與此前例行升級不同的是， 這次 Arm 帶來了一個全新的 Immortalis 旗艦系列。

Immortalis 系列與 Mali 在功能上最大的區別就是對光線追蹤的支援，而在核心上，Immortalis-G715 擁有至少 10 個核心，而 Mali-G715 則可搭載 7~9 個核心。

核心數量上的差距，以及硬體上對光線追蹤的支援，都讓 Immortalis-G715 有著更廣泛的用處，與 Cortex-X3 一樣，更像是提前為 Arm 桌面級晶片做一個鋪墊。

Arm 產品管理總監 Andy Craigen 宣稱 Immortalis-G715 僅用了 4% 的著色器核心區域，便透過硬體加速帶來了 3 倍的性能提升。

其實，在 Arm 前代的 Mali-G710 GPU 上，就提供了基於軟體的光線追蹤。另外，三星的 Exynos 2200 也同 AMD 合作，推出了硬體上對光線追蹤的支援。

无论是Arm，还是芯片厂商，都在提前布局移动端的光线追踪，只不过目前来说对外展示的多是几个Demo，而游戏开发商们并未有明确的行动。

▲ 新 GPU 光线追踪展示 Demo（动图有压缩），注意看光影的变化 图片来自：Arm

对于移动端的 3D 游戏来说，大范围的硬件光追加持，有些像黎明之前的黑暗。

不过，Arm 的 Paul Williamson 在接受 TheVerge 的采访时，就暗示待明年搭载 Immortalis-G715 GPU 的终端上市后，就会有相应的产品以提供有趣的体验。

▲ 图片来自：Android Authority

常规更新的Mali-G715，如同Cortex-A715一般，着重在能效上提升，相对于G710，有着15%的能效优化。

另外，Arm 也更新了一款定位略低于 Mali-G715 的 GPU，Mali-G615，区别就是有着更少的核心（小于 6 个），面向中阶 Arm 处理器。

要说Mali-G715和 G615 是常规迭代的话，那硬件上支持光追的 Immortalis-G715 实实在在的是大升级，对于 3D 图像有了更好的计算性能。

Immortalis 系列的 GPU 与 Cortex-X 超大核类似，更像是 Arm 为桌面级处理器所准备，似乎准备开始在 Arm PC 上发力了。

晶片厂商们开始瞄向Arm PC领域

除了高通，三星Exynos、联发科都会直接运用Arm的公版CPU、GPU架构，只不过核心频率、制程有所不同。

▲ AMD 的加入，也没能拯救 Exynos 2200

而随着三星上一代Exynos 2200开始与AMD一同合作推出Xclipse GPU之后，目前主流SoC市场也只有联发科在依照Arm公版架构进行开发天玑系列。

与三星Exynos找到AMD合作类似，高通则是直接收购了NUVIA，一家拥有自主设计Arm芯片架构的公司，目的便是着手于自己的Arm架构芯片。

高通内部也准备了一块代号「Hamoa」的芯片，初期的目标便是苹果 M 芯片。 其CPU将会引入自主设计的IP架构核心，而非是Arm公版架构。

很多分析师也表示，高通也有计划将自主设计IP的CPU核心引入骁龙芯片之中，当然前提是表现足够优秀。

▲ 苹果芯片已经领跑于高通、联发科、三星

之所以不像苹果A芯片一般直接切换，实则还是由于骁龙芯片的市占率太大，风险太高。

如今，Arm 的公版架构更像是一个基础，越来越接近于给厂商们一个参考。

▲ 苹果芯片就是「差异化」的代名词

有能力的芯片厂商也在逐步开始自主设计核心架构，为的就是与苹果A、M芯片一样，有着更强的差异化，进而获得更多的订单量。

Arm 公版架构也开始着眼于Arm生态的打造，超大核Cortex-X、Immortalis系列的GPU峰值性能的提升，为的就是Arm PC处理器的布局，Cortex-A510的重新设计，有了更好的向下兼容性。

智能手机市场已经转变为存量市场，无论是高通这种芯片厂商，还是Arm这种核心IP提供商来说，潜力巨大的Arm PC领域可能会是它们的下一个增长点。