華為最新發布的麒麟990系列無疑是2019年度最熱的旗艦級SoC，臺積電7nm+EUV工藝、原生集成5G基帶、雙大核NPU+單微核NPU（麒麟990 5G版）、ISP5.0等全新特性，讓這顆芯片的綜合實力超過了高通最強的驍龍855 Plus，只有明年上市的驍龍865才能一戰。

然而，麒麟990系列最大的遺憾就是沿用了麒麟980的Cortex-A76和Mali-G76架構的CPU和GPU，而以三星Exynos 980、驍龍865、聯發科5G SoC為代表的新品都將采用ARM最新推出的Cortex-A77和Mali-G77架構。

那么，作為ARM在2019年5月才剛剛發布的全新CPU/GPU架構，Cortex-A77和Mali-G77到底有了哪些改變？

ARM的年度迭代策略

ARM每年都會發布新一代的IP（內核授權）。

比如2016年發布的Cortex-A73（麒麟970、Helio X30和驍龍835）、2017年發布的Cortex-A75/A55（驍龍845）、2018年帶來的Cortex-A76（麒麟980、驍龍855）。

2019年，ARM再次祭出了全新的Cortex-A77 CPU架構，結合同步升級的Mali-G77 GPU，它們可以為智能手機帶來哪些變化？

解讀Cortex-A77 CPU

在解讀Cortex-A77之前，我們需要先來回顧一下它的兩個前輩，如此才能更好地了解這個全新的CPU架構。

站在巨人的肩膀上

在ARM近些年的CPU架構更新中，Cortex-A75和Cortex-A76都是極具歷史地位的。

其中，Cortex-A75在big.LITTLE的基礎上引入了DynamIQ技術，最大限度提升了架構的靈活性與擴展性，讓2（大核，即A75）+6（小核）、3+5、1+7這種更高效大小核的組合變成了可能。

同時，同步升級到Cortex-A55架構的“小核”也不再是性能孱弱的代名詞，當不同數量的小核和大核搭配后，可以達到一個相對完美的（性）能（功）耗平衡。

作為Cortex-A73和A75的接班人，Cortex-A76采用從零開始、全新打造的CPU微架構（基于ARMv8.2 指令集設計），并與臺積電7nm制程工藝強強攜手，帶來了ARM史上最大的性能和效率的飛躍——驍龍855較之驍龍845、麒麟980較之麒麟970都有著超過40%的CPU性能提升，同時電池壽命也有所延長。

用ARM的話來說，Cortex-A76是一款“筆記本電腦”級別的高性能處理器架構，同時還具有高效能，高通“驍龍牌筆記本”主打的“Always Connected PCs”概念就是這一優勢的表現所在。

ARM最新發布的Cortex-A77，其代號為“Deimos（戴莫斯，畏懼之神），采用了和A76一脈相傳的CPU微架構，并在其基礎上進行了一定的優化，并最終獲得了更高的IPC性能提升。可以說，A77架構是站在“巨人肩膀”上的迭代之作，其性能自然值得期待。

再度提升的性能

由于Cortex-A77繼承了源自A76的微架構，所以兩代核心在設計上存在很多共性。用ARM的話來說，就是芯片供應商（如高通、聯發科等）在構建核心時可以非常容易地升級SoC的IP設計，不會花費太多經歷和成本，從而縮短了開發周期。

和Cortex-A76相比，A77核心的前端擁有更高的讀取帶寬，分支預測器的目標緩沖容量提升了33%，從而降低了分支的誤判，提高了預測精度。

同時，A77還帶來了全新的Macro-Op緩存結構，添加了額外的整數ALU，新增了一個名為“系統感知預取”的功能，可避免不必要地沖擊共享緩存，從而提高整體系統性能。

根據ARM公布的數據來看，在同樣使用7nm制程工藝、同樣運行在3GHz頻率下時（僅限于理論，實際量產的旗艦SoC主頻多在2.6GHz~2.8GHz之間），新的Cortex-A77比起前代的Cortex-A76，內存帶寬提升了20%、在SPEC int2006和Geekbench 4有著20%的性能提升，浮點定性能則有30-35%的提升。

在智能手機領域，網頁瀏覽是恰巧是考驗浮點運算的殺手級應用，所以A77浮點性能的大幅提升應該可以進一步提升實際體驗。參考當前驍龍855和麒麟980的表現，Cortex-A77的CPU性能應該足以超過蘋果A12，并有望和蘋果還未發布的A13以及三星的下一代自研貓鼬M5核心競爭。

了解Mali-G77 GPU

你被ARM Cortex-A77較前輩A76有著20%~25%的IPC性能提升且能耗保持不變驚到了？實際上，ARM最新的Mali-G77 GPU較前輩提升的幅度更大。

全新架構的誘惑

與高通和蘋果SoC集成的GPU相比（如Adreno GPU），ARM自家的Mali系列GPU一直處于不溫不火的狀態，如果不是ARM的“親兒子”，其影響力可能還不如PowerVR系列GPU。

為了彌補自家GPU在圖形領域的遺憾，ARM Mali-G77放棄了從Mali-G71到G76始終在“Bifrost”架構上縫縫補補的策略，而是改用了名為“Valhall”的新一代架構，其支持全新的ISA總線和計算核心設計，針對AI運算設計了獨立的單元，著重增強了抗鋸齒、高分辨率以及AI輔助計算方面的性能，可以更好地適配未來4K分辨率的屏幕以及支持HDR游戲的頂級設備和標準。

根據ARM的官方數據顯示，Mali-G77較之Mali-G76可以提升30%的性能和能效，AI性能更是提升了60%，每平方毫米的性能是G76的1.4倍。

和更早期的Mali-G72相比，Mali-G77的功耗還下降了50%。當然，這個功耗部分大家不必太過在意，畢竟與Mali-G72搭配的還是10nm工藝，而Mali-G77即將用上最新的第二代7nm EUV工藝，功耗下降是必然的。

換句話說，Mali-G77終于有了和高通855集成的Adreno 640 GPU抗衡的底蘊。但是，ARM Mali系列GPU性能到底可以發揮幾何，最終還得看芯片供應商為其配備多少計算核心，比如麒麟980、三星Exynos 9820和麒麟990都集成了Mali-G76，但麒麟980只為其準備了10個計算核心，也就是Mali-G76MP10，Exynos 9820用上了12個計算核心，即Mali-G76MP12，而麒麟990則配備了16個計算核心的Mali-G76MP16，所以就3D性能而言還是后者更占優勢。

此外，Mali-G77即將面對的競爭對手，也將升級到驍龍865和蘋果A13，這些對手的GPU只會更強，屆時它們和Mali-G77相比孰優孰劣？還得等時間來驗證。