小米玄戒三连发:3nm 旗舰 SoC 加两颗 AI 算力芯片
小米发布玄戒 O3 旗舰 SoC、O100 端侧 AI 加速芯片与 D100 智驾芯片,分别采用 3nm 和 6nm 工…
8 月 24 日,小米一次性推出三颗玄戒芯片:3nm 旗舰 SoC 玄戒 O3、全球首款 6nm 晶圆级三层堆栈近存 AI 加速芯片玄戒 O100,以及中国首款 3nm 智驾级大算力芯片玄戒 D100。其中 O3 将由小米 18 Fold 首发,O100 与 D100 则要等到明年才会上机。
此次三连发建立在玄戒 O1 的成绩之上。卢伟冰此前在二季度业绩会上透露,O1 出货量已达 100 万颗。从 O1 到 O3 再加上两颗 AI 芯片,小米只用了一年时间,迭代节奏明显加快。但小米仍处于先进制程部分受限的状态,能在 3nm 上「榨干」性能,被外界视为设计能力的集中体现。
O3:3nm 旗舰 SoC,瞄准 2nm 竞品
玄戒 O3 仍采用台积电 3nm 工艺,Die Size 为 133mm²,集成 240 亿颗晶体管,相比 O1(109mm² / 190 亿)面积仅增 22%,晶体管却多出 26%。
设计端的几个关键升级:
- 标准单元库(Standard Cell)由 O1 的 480 个重构到 O3 的 2400 个
- 引入 Channelless 沟道消除技术,取消 BUF 沟道并迁移至其他模块,晶体管密度再提升 5%
- 全球首个标配 LPDDR6 存储的 SoC
- 片上缓存达 60MB,含 12MB L2、16MB L3 与 16MB SLC
跑分方面,小米集团副总裁朱丹给出的数据为:安兔兔 520 万分(目前安卓阵营最高约 460 万),GeekBench 6.5 单核 3945、多核 15221;GPU 首发 16 核自研 Ultra NX,Aztec Ruins 1440P 跑分 213,对比 A19 Pro 的 96 分和 O1 的 110 分优势明显。整体上,CPU 性能提升 60%、功耗降低 25%,GPU 性能提升 85%、功耗降低 64%。
AI 部分,O3 内嵌两套矩阵计算引擎(支持 SME2 指令集,提供 3.5 TOPS 算力)、8 核 NX 神经加速单元(36 TOPS),NPU 总算力达 200 TOPS Tensor + 3.3 TFLOPS Vector。玄戒团队与 MiMo 联合定制了 5 值模型(相比传统 int4 的 16 值表示),通过无损压缩降低带宽,使 MiMo 3B 模型的 Prefill 与 Decode 性能分别提升 40% 和 45%,功耗下降 26%。
O100:用晶圆级堆栈打穿「内存墙」
玄戒 O100 是这次发布中工艺最「不先进」、但设计理念最超前的一颗。它采用 6nm 工艺,但通过 Wafer on Wafer 晶圆级堆叠,把 14 个计算核心直接与 DRAM Die 直连,跳过传统 Micro Bump,采用 Hybrid Bonding 混合键合:
- 物理间距做到 1.4 微米(传统 Micro Bump 为 20–50 微米)
- TSV 硅通孔直径 0.7 微米
- 底层逻辑 Die 与顶层 DRAM 之间连线达 28672 根,是传统方案的 300 倍以上
- 实现 1.2 TB/s 超高带宽
朱丹解释,传统 LPDDR6 仅 96 个数字 IO,内存带宽增长已远远落后于 AI 算力与模型尺寸扩张,O100 的目标就是用先进封装「消灭内存墙」。配合小米自研的高带宽矩阵组件,Prefill 阶段采用环形架构、Decode 阶段切换为广播拓扑,3B 模型下可跑出 330 token/s。
D100:3nm 智驾芯片,向 AI 工作站延伸
玄戒 D100 采用 3nm 工艺,配置 20 核 CPU + 16 核 NPU,被小米称为大陆厂商推出的首款 3nm 智驾芯片,可支持部署 200B 参数大模型。现场同步展示了一款基于 D100 的桌面工作站 AI CUBE,预示 D100 可能拓展至端侧大模型推理。
三颗芯片背后的「芯事」与现实
三款芯片同台亮相,被视为小米在端侧 AI 算力布局上的全面铺开。但成本压力是绕不开的现实:10 年 500 亿元的研发投入需要规模化出货来摊薄,而高通已预告 9 月 1 日起旗舰芯片涨价 10%–15%,Gen6 Pro 单颗突破 320 美元,自研芯片正成为小米对冲 SoC 与存储涨价的工具。
另一个关键问题是:行业已经在导入 2nm,为什么小米「死磕」3nm?原因有三:一是 2nm 晶圆比 3nm 贵 50%–66%,且良率仍低于 3nm 成熟水位;二是台积电 2nm 产能已被苹果、高通、AMD、英伟达、谷歌等抢完,小米需求体量未必有竞争优势;三是 2nm 晶体管密度换算下可能触碰「300 亿晶体管」管制红线。
雷军关于芯片「至少做十年、至少投入 500 亿」的承诺,正通过这次三连发进一步兑现。对小米而言,这场关于芯片的「诗和远方」,既是技术加速进化的注脚,也是一场需要长期抗战的自研成本战役。
