谷歌|Google自研手机SoC深度揭秘：翻车了？( 三 )

当年的 Edge TPU 宣称在 2W 功耗下可以提供 4TOPS 的算力，但 Google 并未公布 Tensor 的 TPU 性能指标，但是在一些测试中可以看到它的最大功率是 5W 左右。因此如果它们确实是有关联的，考虑到这几年的制程和 IP 上的进步，Google Tensor 的 TPU 性能应该有明显提升了。
这个 TPU 是谷歌芯片团队的骄傲，它正在使用最新的机器学习处理架构，这个架构针对 Google 内部运行机器学习的方式进行过优化，并且表示它可以允许开发新的、独特的用例，这是 Google 做定制 SoC 的主要目标和出发点之一。在后面的测试中，这个 TPU 的性能指标确实也是令人印象深刻的。因为 TPU 的信息不多，我们只能基于它的驱动程序做简单猜测，它可能包含四核心的 Cortex-A32 CPU 。
其他模块
在媒体编码器方面，Google Tensor 使用了三星的多功能编解码器（与 Exynos 系列同款），还有一个看起来像是用于 AV1 解码的自研 IP 块。这有点奇怪，因为三星的宣传中，Exynos 2100 是有 AV1 解码功能的，而且这个功能貌似也在内核驱动程序里面。但在 Galaxy S21 系列中，这个 AV1 解码功能从未在 Android 的层面实现过。
谷歌加入的这个专用的 AV1 解码器被他们称做 “ BigOcean”，它能让 Android 系统具备 AV1 硬解能力。但非常奇怪的是，它真的就只负责 AV1，其他格式编解码还是由三星的 MFC 负责。
Google Tensor 的音频子系统也不同，Google 用自己设计的 IP 块代替了三星的低功耗音频解码子系统，它们可以在无需全部唤醒 SoC 的情况下进行低功耗的音频播放。我们认为这部分也是当协处理器用的，这也是 Google Tensor 和 Exynos 不同的地方。
Google 还用了一种称为 Emerald Hill 的硬件内存压缩器，对内存页面进行 LZ77 压缩加速，反过来也可以用来加速交换中的 ZRAM 的卸载过程。现在还不确定 Pixel 系列是否已经启用这个模块，但能确认在“ /sys/block/zram0/comp_algorithm”目录中有“lz77eh” 。作为课外资料，三星早在 5 年前，就在 SoC 里集成了类似的硬件压缩 IP 模块。但出于某些原因，这些模块从未被启用过，也许是能效比并没有他们预想中的高。

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图源PBKreviews
另外，Google 还用三星的 Exynos 基带，做出了第一台非高通的毫米波手机。Pixel 6 系列用的是三星的 Exynos 5123 基带（译者：为遵循国内的习惯，这里把调制解调器称为基带）。三星在 2019 年就提到自己的毫米波射频和天线模块，说 2020 年会出现在量产机上（不知道当时是否计划让 Pixel 6 在 2020 年上市）。Pixel 6 系列的峰值速度可以达到 3200Mbps，但很多测试中，它的网速只有高通产品的一半左右。
虽然是同一个基带，但它不是像 Exynos 2100 那样集成在 SoC 里，而是外挂的。可能是因为 Google Tensor 的 GPU 和 CPU 规模太大了，而且 TPU 的规模也是未知数。毕竟就算是把基带外挂出去，Google Tensor 的规模也是相当大了，即便是和对比 Exynos 2100 的情况下。
总的来看，Google 确实设计和定义了 Tensor，同时有很多 Google 特有的设计，是整体的芯片上的差异化。但从更底层的角度看，Tensor 和 Exynos 有很多共通之处，用了很多三星特有的基础模块，因此叫它“半定制”或许会更合适。
实际性能表现：不尽如人意

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测试中，Google Tensor 的 DRAM 延迟较高，还不如 Exynos 2100，和骁龙888 比就更差了。Google 改过了内存控制器，它会根据负载和内核的内存失速百分比来控制 MC 和 DRAM 速度，这部分是和三星不同的，其实际利用率也不如三星的内存控制器高。现在不知道是 CPU 的问题，还是整个 SoC 内部的问题，但这确切地影响了下面的测试。