5月22日晚间，小米在北京召开了主题为“新起点”的“小米战略新品发布会”，正式发布了国内首款3nm旗舰SoC芯片——玄戒O1，并且新推出的旗舰机小米15SPro、小米平板7 Ultra也将全面搭载玄戒O1，足见小米对于这款芯片的看好。至此，小米也成为了继苹果、三星、华为之后的全球第四家、国内第二家拥有自研旗舰手机SoC芯片的智能手机厂商。令人意外的是，小米还推出了旗下首款4G手表芯片玄戒T1，实现了自研基带芯片上的突破。小米CEO雷军在发布会上非常兴奋地表示：“玄戒O1和玄戒T1的成功推出，标志着小米具有了全栈的芯片设计能力。”

台积电N3E制程，190亿颗晶体管

作为一款旗舰级SoC，玄戒O1采用了台积电第二代3nm制程工艺N3E，这也是目前的旗舰SoC——高通骁龙8至尊版和联发科天玑9400所采用的制程工艺。

相比台积电第一代的3nm制程工艺N3，N3E修复了N3上的各种缺陷，设计指标也有所放宽，对比N5同等功耗性能提升15-20%、同等性能功耗降低30-35%，逻辑密度约1.6倍（相比原计划的N3略有降低），芯片密度约1.3倍。根据台积电披露的数据显示，N3E相比N3将带来5%左右的性能提升。

得益于台积电N3E制程的加持，玄戒O1的晶体管数量达到了190亿颗，虽然低于同样基于N3E制程的天玑9400的291亿颗晶体管，但是玄戒O1并未在SoC内集成基带（Modem），而天玑9400则是集成了5G基带的，这或许是为何玄戒O1晶体管数量比天玑9400少的关键。从芯片面积来看，玄戒O1的面积为109mm²，而天玑9400面积约为124.1mm²。

虽然目前美国政府一直在限制国内先进制程制造能力，不过未在“实体清单”限制之内的国产芯片设计厂商的非AI类芯片依然是可以通过台积电、三星等海外晶圆厂利用先进制程工艺进行代工的。因为该限制主要针对AI芯片，汽车芯片、消费类芯片目前并未受到限制。

根据2025年1月15日美国BIS最新公布的限制规则，使用“16/14纳米节点”或以下先进制程，或使用非平面晶体管架构生产的任何逻辑IC，并且其封装内“聚合近似晶体管计数”超过限制的管数量（如出口、再出口或国内转让年份所规定）的物品，或者如上所述，“前端制造商”或“OSAT”（外包开云棋牌官网在线客服封装和测试）公司无法确认最终包装物品的“聚合近似晶体管计数”，则假定该物品为3A090.a规则下的数据中心产品，即会受到出口管制。

除非满足以下三个条件：

（a）最终封装IC的“聚合近似晶体管数量”低于300亿个晶体管，或

（b）最终封装的IC不包含高带宽存储器（HBM），并且最终封装的集成电路的“聚合估计晶体管数量”在2027年完成的任何出口、再出口或转移（国内）中低于350亿个晶体管；或

（c）2029年或之后完成的任何出口、再出口或转让（国内）400亿个晶体管。则这克服了ECCN 3A090.a中规定的IC的假设。

简单来说就是，如果一款芯片最终封装的晶体管数量超过300亿个晶体管（2029年之后放宽到400亿个晶体管），封装内含高带宽存储器（HBM）导致晶体管超过350亿个就会受限，其他则不受限。

显然，小米的玄戒O1只是一款消费类旗舰SoC芯片，并且晶体管数量也只有190亿颗，并不受美国出口管制政策的限制，当然是可以交由台积电3nm制程进行代工。

根据小米的说法，目前玄戒O1已经大批量量产。而对于台积电来说，其利用3nm制程为小米代工玄戒O1之前应该也通过内部的法务与美国BIS进行过确认的。毕竟，台积电也不想刚为一个新客户代工芯片，这个客户就被禁了。

“2+4+2+2”十核CPU架构，多核性能超越天玑9400

虽然自联发科天玑9300以来，旗舰手机SoC都开始转向了全大核架构，并且基本都是8核心。但是，玄戒O1则选择了8个大核和2个小核的“2+4+2+2”十核心四丛集架构，在提升性能的同时，也希望进一步控制功耗。

具体来说，玄戒O1的CPU核心是2个3.9GHz Arm Cortex-X925超大核、4个主频3.4GHz的Cortex-A725大核、2个主频1.9GHz的Cortex-A725能效大核、2个1.8GHz Cortex-A520能效小核。

值得一提的是，联发科天玑9400虽然只配备了一个Cortex-X925超大核，但其主频也只有3.62GHz。据了解，玄戒O1的两个Cortex-X925超大核之所以能实现3.9GHz的主频，主要得益于对CPU内部链路的持续优化，包括自研了边缘供电技术、自研了480个标准单元、自研了高速寄存器等。

根据小米公布的数据显示，玄戒O1在GeekBench测试中，单核性能达到3008分，多核性能则达到了9509分。

作为对比，在Geekbench 6.2的测试中，苹果A18 Pro单核成绩约为3400分左右，多核成绩约为8500分左右。

虽然在发布会上，小米并未将玄戒O1与其他的竞品对比。但是，通过查询Geekbench数据库不难看到，骁龙8至尊版单核成绩约为3200分左右，多核成绩约为10,400分左右；天玑9400单核成绩约为2900分左右，多核成绩约为9200分左右；高通骁龙8 Gen3单核成绩约为2300分，多核成绩约为7100分。

显然，玄戒O1在单核性能上已经达到了天玑9400的水平，但是仍低于苹果A18 Pro和骁龙8至尊版；不过，得益于多了两个CPU内核，玄戒O1的多核性能超越了天玑9400和苹果A18 Pro，但仍低于骁龙8至尊版。但是，相比上代的骁龙8 Gen3来说，玄戒O1在单核及多核性能上都已经实现了大幅超越。

需要指出的是，玄戒O1的十核CPU还集成了高达10.5MB二级缓存和16MB三级缓存，可以大幅减少访问主存的次数，降低访问延迟，从而提升处理器的响应速度和整体性能表现。

在性能表现出众的同时，玄戒O1的四丛集CPU架构也实现了全场景的高能效表现。小米集团副总裁、玄戒负责人朱丹告诉芯智讯，玄戒O1 四丛集CPU架构，还融入了小米自研的专属微控制器，可以根据场景按需启用适合的CPU丛集，以实现极致的功耗表现。另外，小米自研的AVS技术，也使得CPU内核实现业界最低0.46V电压设计，这也进一步降低了功耗。

16核Immortalis-G925 GPU

对于目前的旗舰手机SoC来说，出色的满帧游戏性能、光追功能已经是几乎是标配。因此，玄戒O1直接采用了Arm专为旗舰智能手机设计的最新旗舰 GPU——Immortalis-G925，可以提供片段预传递和双平铺和移位转换单元吞吐量，从而可以实现更好、更持久的帧速率，实现功能丰富和更长的游戏时间。这也是 Arm 迄今为止性能最高、效率最高的 GPU。

与上代的Immortalis G720相比，Immortalis G925在图形性能方面提升了37%，而相同性能下功耗可降低30%，在一系列流行的手机游戏中支持以平均每秒120 帧的帧率运行。面对复杂对象的光线追踪性能也提升52%。

为了给用户带来极致的游戏性能，玄戒O1集成了高达16个Immortalis-G925 GPU核心，比联发科天玑9400还多了4个。

在GFXBench 1440P Aztec Ruins Vulkan（High Tier）离屏测试中，成绩为110FPS；在1080p曼哈顿3.1离屏测试成绩则高达330FPS。

作为对比，天玑9400在GFXBench 1440P Aztec Ruins Vulkan（High Tier）离屏测试中，成绩为128FPS；在1080p曼哈顿3.1离屏测试成绩则高达379FPS。

骁龙8至尊在1440P Aztec Ruins Vulkan（High Tier）离屏测试项目中，帧率也可以达到125FPS；1080P曼哈顿3.1 离屏项目中，成绩为347FPS。

从对比结果来看，玄戒O1虽然在GPU性能上超越了苹果A18 Pro，但仍略低于骁龙8至尊版和天玑9400。

此外，在GPU功耗方面，小米称玄戒O1的GPU功耗相比苹果A18 Pro降低了35%，而这主要得益于GPU动态性能调度技术，可以基于GPU运行状态，动态切换四种模式。

如果在35℃环境温度下，进行主流 MOBA 游戏120帧模式1小时测试，搭载玄戒O1的小米15S Pro相比搭载A18 Pro的iPhone平均帧率高6.3fps，温度也低了3.2℃。

集成第四代ISP

近年来，智能手机的影像能力一直是用户关注的重点，同时也成为了智能手机厂商争相投入巨资提升的一项核心技术能力。所以，我们可以看到，包括小米、vivo、OPPO在内的头部智能手机厂商都有推出自研的独立的图像信号处理器（ISP）或影像NPU芯片，并融入了AI技术，以进一步对图像传感器输出的原始图像信号进行处理和优化，得到质量更高的照片或视频。

小米早在2019年就开始了自研ISP芯片的研发。2021年3月底，小米首款自研ISP芯片澎湃C1正式推出并商用。随后，小米自研ISP芯片又持续迭代，今年年初发布的小米15 Ultra就集成了澎湃C3芯片。

此次发布的玄戒O1则进一步集成了小米自研的第四代ISP技术，每秒可以处理高达87亿个像素；全新设计的三段式处理管线，便于更多影像算法的Raw域迁移；内置3A加速单元，自动对焦、曝光、白平衡速度最高可提升100%，大幅提升拍摄体验。此外，硬化实时HDR多帧融合、AI智能降噪双画质单元，为4K夜景视频带来更高的动态范围，同时可对视频画面进行逐帧AI降噪处理，信噪比最高可提升20倍。搭载玄戒01的Xiaomi15S Pro，夜景视频效果大幅提升，噪点更少，画面更加纯净。

6核NPU，算力达44TOPS

过去众多的生成式AI应用都是基于云端的AI大模型，但对于终端用户来说，需要联网才能获取生成式AI服务，并且可能还需要向服务提供商支付一定的使用费，同时还会存在用户的数据隐私安全等问题。因此，联发科、高通等智能手机芯片厂商纷纷推动AI大模型进入端侧，提供本地化的生成式AI能力，这就需要终端设备所搭载的处理器本身能够提供强大的AI算力，来支持AI大模型在端侧的运行。

虽然在发布会上，雷军并未详细介绍玄戒O1的NPU部分，但是据朱丹向芯智讯透露，玄戒O1此次集成了6核的NPU，拥有18432个乘法累加器，算力达到了44TOPS，配合小米第三代端侧模型，通过更低功耗就可实现更强的AI处理能力。

作为对比，苹果A18 Pro的AI算力只有35TOPS。虽然骁龙8至尊版和天玑9400的NPU的具体算力官方并未公布，但是高通面向AI PC的骁龙X Elite的NPU算力也才45 TOPS。

此外，玄戒O1的NPU还针对100+日常高频常用AI算子进行了芯片硬化，通过硬件加速提升AI计算效率，在各类AI场景均有出色表现。

安兔兔跑分超过300万分

得益于玄戒O1在CPU/GPU/NPU方面的出色的性能表现，其安兔兔综合跑分成绩也达到了3004137分。虽然小米并未具体说明该测试成绩是在常温状态下达到的，还是在实验室环境下实现的，但是依然具有一定的参考意义。

作为对比，联发科去年推出的天玑9400的安兔兔跑分达到285万分左右。在实验室环境下，天玑9400的安兔兔跑分甚至突破了300万分，是当时安卓平台第一个实现这个成绩的SOC。而随后推出的高通骁龙8至尊版的安兔兔跑分成绩基本在310万分左右。

显然，即便玄戒O1安兔兔跑分成绩是在实验室环境下获得的，那么也应该达到了与天玑9400相当的水平，但是与骁龙8至尊版还略有差距。

玄戒O1已进入第一梯队综合玄戒O1的各项硬件配置以及上述的各项基准测试成绩来看，玄戒O1已经基本达到了与当前智能手机市场第一梯队的旗舰SoC（比如联发科天玑9400、苹果A18 Pro）相当的水平，即便是与最强的高通骁龙8至尊版相比，差距也并不算大。可能在一些网友看来，玄戒O1用的是Arm公版的CPU/GPU内核IP，同时也是借助于台积电的3nm代工的，似乎都是用的别人的技术，所以没有自己的核心技术，其实不然。要知道联发科一直都是用的Arm的公版CPU/GPU内核IP，并且做到了全球出货量第一，而且其天玑系列旗舰SoC也达到了与高通骁龙8系旗舰SoC相当的水平；高通大多数的中低端芯片以及众多旗舰芯片同样用的是Arm的公版CPU内核IP或基于其魔改而来，最新的骁龙8至尊版才转向了自研的基于Arm指令集的Oryon CPU内核；苹果的A系列处理器早期也同样是采用的Arm公版CPU和Imagination的GPU IP，后来才转向了自研的基于Arm指令集的CPU内核和自研的GPU内核；同样，华为在麒麟9000S之前也一直是用的Arm的公版CPU/GPU内核IP，直到麒麟9000S才转向了自研的CPU/GPU内核。所以，对于芯片设计厂商来说，用Arm的公版CPU/GPU IP做出的芯片并不一定就不如基于自研IP的芯片，不然玄戒O1也不可能在各项性能测试上击败苹果A18 Pro。同样，即便是用一样的Arm的公版CPU/GPU IP，做出来的芯片依然是会有很大的性能差异，如何组合这些IP，并将其用好，依然是非常考验芯片设计厂商的技术能力。更何况，很多芯片设计厂商在用Arm的公版CPU/GPU IP的同时，还需要加入很多的自研技术来做深度的优化，还需要加入其他的第三方的或自研的功能模块（比如自研ISP、NPU、基带、I/O接口等），毕竟一颗旗舰SoC当中，可不是只有CPU/GPU就够了。另外，据芯智讯了解，玄戒O1作为一款3nm芯片是一次流片就成功了，这是非常不容易的。要知道，高通骁龙8至尊版和联发科天玑9400似乎都不是一次流片成功的。西门子EDA（Siemens EDA）设计验证技术副总裁兼总经理 Abhi Kolpekwar 近日在接受采访时就表示，目前首次流片成功率正在下降，已经从 2020 年的 32% 和2022 年的 24% 下降到 2024 年的 14%。这里指的可能是先进制程芯片的首次流片成功率，如果是基于尖端3nm制程的更为复杂的旗舰SoC芯片，一次流片成功率必然会更低。

外挂联发科T800基带

虽然在2G/3G时代，市场上的手机基带芯片供应商有十多家，但每一代的技术升级，都伴随着供应商的大洗牌。进入5G时代之后，随着英特尔的退出，目前仅存的5G手机基带芯片厂商也只有高通、联发科、展锐、华为、三星和今年刚刚推出5G基带的苹果这六家供应商。其中，三星、华为和苹果的5G基带芯片主要是自用。这也导致了目前公开市场上的5G基带芯片供应商仅有高通、联发科和展锐三家供应商。

需要指出的是，苹果作为一个新进入的玩家，也是花了至少8年时间才得以推出自研的5G基带并商用。而且，这还是苹果在2019年7月收购英特尔手机基带芯片业务的基础上才得以实现的。这也足见5G基带芯片研发难度之高。并且在2/3/4/5G通信基础专利方面，也基本被传统的电信设备运营商华为、爱立信、诺基亚，以及华为、高通、联发科等基带芯片厂商所占据。

显然，对于小米来说，短时间内推出自研的5G基带是极为困难的。小米第一代的手机SoC澎湃S1就是通过与大唐电信旗下的联芯科技合作，获得的4G基带的。

对于此次发布的搭载玄戒O1的小米15S Pro，小米并未公布具体是外挂的哪家的5G基带。但是芯智讯向朱丹了解到，小米15S Pro采用的是玄戒O1外挂联发科T800 5G基带的方案。

根据联发科的官方资料显示，T800是2022年11月推出的一款高速高能效5G平台，基于4nm制程，内置Arm Cortex-A55 CPU，支持PCIe 、USB等接口，集成了符合3GPP Release-16标准的5G基带、FR1和FR2射频收发器、FR2天线模组、GNSS接收机和电源管理系统。

网络方面，T800支持5G NSA/SA组网、5G Sub-6GHz和毫米波双连接，支持Sub-6GHz四载波聚合（4CC CA）和FDD+TDD混合双工，5G下行速率高达7.9Gbps，上行速率可达4.2Gbps。支持5G双卡双待（DSDS）功能。

自研4G手表芯片玄戒T1

虽然目前小米的旗舰SoC玄戒O1用在手机上还需要依赖于外挂联发科的5G基带来实现5G联网/通话功能，但实际上小米的自研基带芯片的工作早已经开始，并且首款全自研集成4G基带的手表芯片——玄戒T1将在最新的Xiaomi WatchS4「15周年纪念版」智能手表上商用。

据介绍，玄戒T1不仅集成了CPU、GPU、视频编解码模块，还集成了小米自研的4G基带+射频系统，蜂窝通信全链路都是小米自主设计的，可支持4G eSIM独立通信，这标志着小米在自研基带赛道迈出了至关重要的第一步。

相对于应用处理器来说，基带芯片的研发难度更大、研发周期更长、所需研发投入也更大。因为基带芯片不仅需要能够支持各种网络频段，兼容各种网络标准，还需要经过各种的测试与认证。比如IOT互操作测试、仪表仿真和现网验证、适配运营商网络的测试、运营商的入库测试、适配不同城市网络情况的测试等。可以说，一颗基带芯片可能需要跑遍全球运营商和全球的主要城市去做场测，然后不断的发现问题解决问题，相当的费时费力和费钱。

雷军表示，为了研发玄戒T1的4G基带，小米投入了600人的研发团队，其中60%以上都是具有10年资深研发经验的工程师。在玄戒T1研发完成后，还经过来了复杂的实验室验证，完整覆盖4G-LTE各层协议7000+测试用例。在关键的现网适配表现方面，小米历时15个月、覆盖100+城市、累计测试里程达到了15万公里，实现了不同品牌基站设备逐一适配，大幅超过了原本的测试要求的力度，最终让玄戒T1的4G实网性能大幅提升，相较市面上其他eSIM手表芯片，实网性能提升35%，4G-LTE数据功耗较低27%，语音功耗降低46%。如果说小米旗舰SoC玄戒O1的推出是有借助Arm和台积电的技术，那么玄戒T1整合的4G基带则完全是由小米自主研发，这也为未来自研5G基带芯片打下了一定的基础。“玄戒O1和玄戒T1的成功推出，标志着小米具有了全栈的芯片设计能力。”雷军非常自豪地说道。三款新品全面搭载自研玄戒芯片小米此次发布的三款新品都搭载了小米自研的玄戒芯片。其中，小米15S Pro首发搭载玄戒O1处理器，定价5499元起。