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发布时间： 2025/5/23 10:02:23 | 23 次阅读
5月22日晚，小米3nm旗舰处理器“玄戒O1”在北京正式发布。作为小米成立十五周年的献礼之作，玄戒O1的发布，不仅是小米力争跻身梯队旗舰体验的关键，也是小米突破硬核科技的底层赛道。而这一天，距离小米上一款自研手机 SoC 的发布已有 8 年多时间，小米开启 “造芯” 之路至今也走过 11 年的历程。
2014年10月，小米成立全资子公司松果电子，正式启动手机芯片自研计划。2017年2月，雷军在“我心澎湃”发布会上宣布推出首款自研手机SoC——澎湃 S1。这款采用28nm制程的8核64位处理器“大芯片”，使小米成为第四家同时具备终端产品与芯片研发制造能力的手机厂商，与三星、苹果、华为等企业并列。
澎湃S1从立项到量产前后历时28个月，尽管该芯片的研发定位为“可大规模量产的中高端产品”，但与苹果A系列芯片、华为麒麟芯片的市场表现不同，澎湃S1仅搭载于中端机型小米5C中，后续未在其他产品中复用。原计划迭代的澎湃S2虽多次传出流片信息，但始终未进入正式发布阶段，引发行业对小米自研SoC后续进展的关注与猜测。
2020年8月，在小米成立十周年活动前夕，雷军公开回应澎湃芯片研发情况，坦言项目在推进中遇到阶段性挑战，但“造芯计划仍在持续进行中”。此后，小米通过自主研发与生态投资结合的方式，调整造芯战略，重组松果电子，组建成立南京大鱼半导体，专注AI和IoT芯片，逐步拓展芯片业务布局。
2021年成为小米芯片研发的关键节点，多款“小芯片”陆续面世，在不同技术赛道中慢慢积累了经验和能力。
3月，小米自研图像信号处理芯片澎湃C1发布，作为独立ISP芯片优化手机拍摄场景的自动对焦、白平衡等性能，首次应用于定价 9999元的MIX FOLD折叠屏手机；同年12月，自研快充芯片澎湃P1推出，作为业界首款谐振充电芯片，其研发周期达18个月、投入超亿元，并在小米12 Pro旗舰机型首发搭载。
与此同时，在组织架构层面，2021年12月小米成立了上海玄戒技术有限公司，业务覆盖集成电路芯片设计与服务、集成电路芯片与产品销售、集成电路设计等；2023年10月，北京玄戒技术有限公司注册成立，注册资本提升至30亿元，进一步强化芯片领域研发投入。
2023年，小米集团总裁卢伟冰在财报电话会议上表示，小米自研芯片的决心不会动摇，要充分意识到芯片研发是一个长期且复杂的过程，需要尊重行业发展规律，并做好持久战的准备。
然而，大芯片如果没有足够的装机量，再好的芯片也是赔钱的买卖，必须一两年内卖到千万台，才能生存下去。特别是对于O1规模的3nm芯片来说，每一代的投资都在10亿美元左右，如果只卖100万台的情况下，仅芯片的研发成本，平均一台就要1000美元左右。
“这几年，很多米粉也一直在追问，小米还做不做大芯片了？网上也有各种似是而非的传闻，也有不少人嘲笑澎湃SoC没有后续。但我想说，那不是我们的‘黑历史’，那是我们的来时路。”玄戒O1发布前夕，雷军在社交媒体上发文如是说。
他同时表示，小米一直有颗“芯片梦”，因为，要想成为一家伟大的硬核科技公司，芯片是必须攀登的高峰，也是绕不过去的一场硬仗。“我们深入总结次造芯的经验教训，发现只有做高端旗舰SoC，才会真正掌握先进的芯片技术，才能更好支持我们的高端化战略。”
于是玄戒立项之初，小米内部就提出了很高的目标：的工艺制程、旗舰级别的晶体管规模、梯队的性能与能效。并为此制定了长期持续投资的计划：至少投资十年，至少投资500亿，稳打稳扎，步步为营。
四年多时间，截至2025年4月底，玄戒累计研发投入已经超过了135亿人民币。目前，研发团队已经超过了2500人，今年预计的研发投入将超过60亿元。雷军说他相信，这个体量，在目前国内半导体设计领域，无论是研发投入，还是团队规模，都排在行业前三。如果没有巨大的决心和勇气，如果没有足够的研发投入和技术实力，玄戒走不到今天。
“在造芯这件事上，小米作为后来者一开始肯定不完美，总会被嘲笑、被怀疑，但后来者总有机会。无论前方有多少困难，我们都绝不放弃，一定会坚持下去。”雷军承诺说，下个五年(2026-2030年)小米研发投入将达到2000亿元。
作为小米首款旗舰SOC，玄戒O1芯片以“对标苹果A18 Pro”为目标，实现多项技术突破：
玄戒O1采用台积电第二代3nm(N3E)制程，在109平方毫米面积上集成了190亿晶体管。在CPU上，玄戒O1采用了“四丛十核”的“2%2B4%2B2%2B2”的设计。当中包括2颗超大核Arm X925(主频高达3.9Ghz)、4颗性能大核A725(3.4GHz)、2颗低频能效大核A725(1.9GHz)、以及2颗超级能效核A520(1.8GHz)。
在小米看来，这个创新的四丛设计能够更好滴兼顾顺势爆发性能和日用能效需求。玄戒O1实验室安兔兔跑分超过300万分。实机跑分方面，在Geekbench 6.1测试中，单核/多核成绩分别为3008分和9509分，超越苹果A18 Pro，跻身旗舰阵营。
GPU方面，则采用了16的Arm一代Immortalis-G925图形处理器，曼哈顿3.1测试中跑分330帧，相比苹果A18 Pro提升43%；Aztec 1440p测试中，110分的成绩比苹果A18 Pro提升57%；在3DMark Steel Nomad Light测试中，得分2522分，超越A18 Pro约18%。
此外，玄戒O1还配置了小米自研ISP、自研NPU以及自研深度安全架构以及自研PMIC。在这些内核的支持下，玄戒O1与高通、联发科的旗舰产品相比不分高下。
以小米自研的第四代ISP C4为例，这是一个全新设计的三段式ISP处理器管理，内置独立3A加速单元，自动对焦、曝光、白平衡速度可提升100%。
同时，该ISP内部还新增了两大画质增强硬件，实施多帧HDR融合单元和AI智能降噪单元，进一步手机的拍摄质量。目前，小米第四代旗舰ISP单摄可支持两亿像素，三摄同开支持6400万%2B5000万%2B5000万。
除了ISP，NPU也因为AI的崛起而成为手机算力的新焦点。在玄戒O1上，小米自研的六核NPU集成了标量加速器、矢量加速器和张量加速器，支持多算法并行计算，算力高达44TOPS，配合10MB NPU专属大缓存，让其在各类AI场景都有的表现。玄戒O1HAI 针对AI影响算法、AI应用计算(小爱)中经常使用的100多种基础算子硬化，大幅提升了计算效率。
玄戒团队通过AI寻优、迭代寻优、降低物理走线复杂度和实现高质量的电源供给等方式来提高X925的频率。在与晶圆厂的合作中，玄戒团队在Foundry标准单元库基础上自研标准单元(stdcell)、自研逻辑和时序逻辑单元和自研高速寄存器，进一步提高玄戒O1的性能表现。500多人历经4个月、10个方案反复打磨，终实现3.9GHz超高主频，友商200MHz以上。
四级低功耗架构针对不同用户场景精细控制电源，优化功耗。通过90%2B电源域分区控制，各个模块可根据场景按需启动、非用即关，再配合动态电压调节技术(0.46V)，不但进一步压榨性能底线，也大大降低了日常使用中因为芯片设计不合理导致的功耗浪费。
考虑到CPU作为功耗优化的重点，其在SoC芯片中占比超过35%，且用户80%使用场景大多集中在中低负载，如微信、小红书、抖音等，因此，玄戒O1重点优化了CPU中低负载下的功耗表现。
数据显示，搭载玄戒O1的小米15S Pro在常用应用启动相应速度方面相比苹果iPhone 16 Pro Max耗时缩短30.4%，载5摄氏度环境温度下，运行主流MOBA游戏120帧模式1小时候，小米15S Pro的帧率高6.3fps，温度低了3.2度。
自研深度安全隔离架构，针对不同用户场景设计4层深度安全架构，通过了CCRA EAL5%2B，为终端手机用户带来芯片级安全保证。
软件深度融合性能调教。传统调教在CPU盒内进行，存在诸多限制，而玄戒O1将负载信息收集、负载预测、调频调压等功能全部放到微控制器中，无需CPU参与，节省CPU线程和负载，调教速度更快，可两毫秒调。同时进行全局负载管控和调用，实现全局调校，提升性能和能效。
以荣耀为例，在玄戒O1加持下，其平均性能提升1.5万ps，单帧能效降低6%，低电量续航可达1.47天，日常使用抖音可长达18.3小时，整体表现与当代旗舰相当。
同步亮相的T1芯片是小米首款4G长续航手表芯片，集成自研Modem、通讯IP、时钟电源芯片。据雷军介绍，玄戒T1的基带%2B射频部分，蜂窝通信全链路自主设计，支持4G eSIM独立通信，4G-LTE实网性能提升35%，数据功耗降低27%，语音功耗降低46%。
为了确保芯片的性能和稳定性，该芯片历经15个月、覆盖100%2B城市、1万%2B测试点、15万公里实测，已在手表产品中应用半年并获用户认可。尽管暂未用于手机，但其意义在于验证了小米从设计、验证到测试的全流程研发能力，为后续手机Modem 研发奠定基础。
得益于玄戒TI，小米手表S4拥有非常强悍的续航表现，eSIM场景下可实现连续9天续航。
三款搭载玄戒O1芯片的新品也同步亮相，包括：
目前，小米汽车、芯片、智能工厂正式完成了从0到1的跨越，实现了人车家全生态战略正式闭环，已经成为拥有完整生态的科技公司。然而，芯片研发是“硬仗”与“长跑”，雷军特别强调，大家千万不要指望小米一上来就吊打、碾压苹果，苹果依然是水平，一点点超越都很难。
但“只要开始追赶，我们就走在赢的路上。”雷军说，过去十几年，在大芯片领域的竞争中，可能死掉了上百家公司，如今能做先进制程旗舰SoC的只有几家。对小米这样的后来者来说，难于登天。而O1的面市，意味着竞争才刚刚开始。
