5月22日晚間，小米在北京召開了主題為“新起點”的“小米戰略新品發布會”，正式發布了國內首款3nm旗艦SoC芯片——玄戒O1，并且新推出的旗艦機小米15SPro、小米平板7 Ultra也將全面搭載玄戒O1，足見小米對于這款芯片的看好。至此，小米也成為了繼蘋果、三星、華為之后的全球第四家、國內第二家擁有自研旗艦手機SoC芯片的智能手機廠商。令人意外的是，小米還推出了旗下首款4G手表芯片玄戒T1，實現了自研基帶芯片上的突破。小米CEO雷軍在發布會上非常興奮地表示：“玄戒O1和玄戒T1的成功推出，標志著小米具有了全棧的芯片設計能力。”
臺積電N3E制程，190億顆晶體管
作為一款旗艦級SoC，玄戒O1采用了臺積電第二代3nm制程工藝N3E，這也是目前的旗艦SoC——高通驍龍8至尊版和聯發科天璣9400所采用的制程工藝。
相比臺積電第一代的3nm制程工藝N3，N3E修復了N3上的各種缺陷，設計指標也有所放寬，對比N5同等功耗性能提升15-20%、同等性能功耗降低30-35%，邏輯密度約1.6倍（相比原計劃的N3略有降低），芯片密度約1.3倍。根據臺積電披露的數據顯示，N3E相比N3將帶來5%左右的性能提升。
得益于臺積電N3E制程的加持，玄戒O1的晶體管數量達到了190億顆，雖然低于同樣基于N3E制程的天璣9400的291億顆晶體管，但是玄戒O1并未在SoC內集成基帶（Modem），而天璣9400則是集成了5G基帶的，這或許是為何玄戒O1晶體管數量比天璣9400少的關鍵。從芯片面積來看，玄戒O1的面積為109mm2，而天璣9400面積約為124.1mm2。
雖然目前美國政府一直在限制國內先進制程制造能力，不過未在“實體清單”限制之內的國產芯片設計廠商的非AI類芯片依然是可以通過臺積電、三星等海外晶圓廠利用先進制程工藝進行代工的。因為該限制主要針對AI芯片，汽車芯片、消費類芯片目前并未受到限制。
根據2025年1月15日美國BIS最新公布的限制規則，使用“16/14納米節點”或以下先進制程，或使用非平面晶體管架構生產的任何邏輯IC，并且其封裝內“聚合近似晶體管計數”超過限制的管數量（如出口、再出口或國內轉讓年份所規定）的物品，或者如上所述，“前端制造商”或“OSAT”（外包半導體封裝和測試）公司無法確認最終包裝物品的“聚合近似晶體管計數”，則假定該物品為3A090.a規則下的數據中心產品，即會受到出口管制。
除非滿足以下三個條件：
（a）最終封裝IC的“聚合近似晶體管數量”低于300億個晶體管，或
（b）最終封裝的IC不包含高帶寬存儲器（HBM），并且最終封裝的集成電路的“聚合估計晶體管數量”在2027年完成的任何出口、再出口或轉移（國內）中低于350億個晶體管；或
（c）2029年或之后完成的任何出口、再出口或轉讓（國內）400億個晶體管。則這克服了ECCN 3A090.a中規定的IC的假設。
簡單來說就是，如果一款芯片最終封裝的晶體管數量超過300億個晶體管（2029年之后放寬到400億個晶體管），封裝內含高帶寬存儲器（HBM）導致晶體管超過350億個就會受限，其他則不受限。
顯然，小米的玄戒O1只是一款消費類旗艦SoC芯片，并且晶體管數量也只有190億顆，并不受美國出口管制政策的限制，當然是可以交由臺積電3nm制程進行代工。
根據小米的說法，目前玄戒O1已經大批量量產。而對于臺積電來說，其利用3nm制程為小米代工玄戒O1之前應該也通過內部的法務與美國BIS進行過確認的。畢竟，臺積電也不想剛為一個新客戶代工芯片，這個客戶就被禁了。
“2+4+2+2”十核CPU架構，多核性能超越天璣9400
雖然自聯發科天璣9300以來，旗艦手機SoC都開始轉向了全大核架構，并且基本都是8核心。但是，玄戒O1則選擇了8個大核和2個小核的“2+4+2+2”十核心四叢集架構，在提升性能的同時，也希望進一步控制功耗。
具體來說，玄戒O1的CPU核心是2個3.9GHz Arm Cortex-X925超大核、4個主頻3.4GHz的Cortex-A725大核、2個主頻1.9GHz的Cortex-A725能效大核、2個1.8GHz Cortex-A520能效小核。
值得一提的是，聯發科天璣9400雖然只配備了一個Cortex-X925超大核，但其主頻也只有3.62GHz。據了解，玄戒O1的兩個Cortex-X925超大核之所以能實現3.9GHz的主頻，主要得益于對CPU內部鏈路的持續優化，包括自研了邊緣供電技術、自研了480個標準單元、自研了高速寄存器等。
根據小米公布的數據顯示，玄戒O1在GeekBench測試中，單核性能達到3008分，多核性能則達到了9509分。
作為對比，在Geekbench 6.2的測試中，蘋果A18 Pro單核成績約為3400分左右，多核成績約為8500分左右。
雖然在發布會上，小米并未將玄戒O1與其他的競品對比。但是，通過查詢Geekbench數據庫不難看到，驍龍8至尊版單核成績約為3200分左右，多核成績約為10,400分左右；天璣9400單核成績約為2900分左右，多核成績約為9200分左右；高通驍龍8 Gen3單核成績約為2300分，多核成績約為7100分。
顯然，玄戒O1在單核性能上已經達到了天璣9400的水平，但是仍低于蘋果A18 Pro和驍龍8至尊版；不過，得益于多了兩個CPU內核，玄戒O1的多核性能超越了天璣9400和蘋果A18 Pro，但仍低于驍龍8至尊版。但是，相比上代的驍龍8 Gen3來說，玄戒O1在單核及多核性能上都已經實現了大幅超越。
需要指出的是，玄戒O1的十核CPU還集成了高達10.5MB二級緩存和16MB三級緩存，可以大幅減少訪問主存的次數，降低訪問延遲，從而提升處理器的響應速度和整體性能?表現。
在性能表現出眾的同時，玄戒O1的四叢集CPU架構也實現了全場景的高能效表現。小米集團副總裁、玄戒負責人朱丹告訴芯智訊，玄戒O1 四叢集CPU架構，還融入了小米自研的專屬微控制器，可以根據場景按需啟用適合的CPU叢集，以實現極致的功耗表現。另外，小米自研的AVS技術，也使得CPU內核實現業界最低0.46V電壓設計，這也進一步降低了功耗。
16核Immortalis-G925 GPU
對于目前的旗艦手機SoC來說，出色的滿幀游戲性能、光追功能已經是幾乎是標配。因此，玄戒O1直接采用了Arm專為旗艦智能手機設計的最新旗艦 GPU——Immortalis-G925，可以提供片段預傳遞和雙平鋪和移位轉換單元吞吐量，從而可以實現更好、更持久的幀速率，實現功能豐富和更長的游戲時間。這也是 Arm 迄今為止性能最高、效率最高的 GPU。
與上代的Immortalis G720相比，Immortalis G925在圖形性能方面提升了37%，而相同性能下功耗可降低30%，在一系列流行的手機游戲中支持以平均每秒120 幀的幀率運行。面對復雜對象的光線追蹤性能也提升52%。
為了給用戶帶來極致的游戲性能，玄戒O1集成了高達16個Immortalis-G925 GPU核心，比聯發科天璣9400還多了4個。
在GFXBench 1440P Aztec Ruins Vulkan（High Tier）離屏測試中，成績為110FPS；在1080p曼哈頓3.1離屏測試成績則高達330FPS。
作為對比，天璣9400在GFXBench 1440P Aztec Ruins Vulkan（High Tier）離屏測試中，成績為128FPS；在1080p曼哈頓3.1離屏測試成績則高達379FPS。
驍龍8至尊在1440P Aztec Ruins Vulkan（High Tier）離屏測試項目中，幀率也可以達到125FPS；1080P曼哈頓3.1 離屏項目中，成績為347FPS。
從對比結果來看，玄戒O1雖然在GPU性能上超越了蘋果A18 Pro，但仍略低于驍龍8至尊版和天璣9400。
此外，在GPU功耗方面，小米稱玄戒O1的GPU功耗相比蘋果A18 Pro降低了35%，而這主要得益于GPU動態性能調度技術，可以基于GPU運行狀態，動態切換四種模式。
如果在35℃環境溫度下，進行主流 MOBA 游戲120幀模式1小時測試，搭載玄戒O1的小米15S Pro相比搭載A18 Pro的iPhone平均幀率高6.3fps，溫度也低了3.2℃。
集成第四代ISP
近年來，智能手機的影像能力一直是用戶關注的重點，同時也成為了智能手機廠商爭相投入巨資提升的一項核心技術能力。所以，我們可以看到，包括小米、vivo、OPPO在內的頭部智能手機廠商都有推出自研的獨立的圖像信號處理器（ISP）或影像NPU芯片，并融入了AI技術，以進一步對圖像傳感器輸出的原始圖像信號進行處理和優化，得到質量更高的照片或視頻。
小米早在2019年就開始了自研ISP芯片的研發。2021年3月底，小米首款自研ISP芯片澎湃C1正式推出并商用。隨后，小米自研ISP芯片又持續迭代，今年年初發布的小米15 Ultra就集成了澎湃C3芯片。
此次發布的玄戒O1則進一步集成了小米自研的第四代ISP技術，每秒可以處理高達87億個像素；全新設計的三段式處理管線，便于更多影像算法的Raw域遷移；內置3A加速單元，自動對焦、曝光、白平衡速度最高可提升100%，大幅提升拍攝體驗。此外，硬化實時HDR多幀融合、AI智能降噪雙畫質單元，為4K夜景視頻帶來更高的動態范圍，同時可對視頻畫面進行逐幀AI降噪處理，信噪比最高可提升20倍。搭載玄戒01的Xiaomi15S Pro，夜景視頻效果大幅提升，噪點更少，畫面更加純凈。
6核NPU，算力達44TOPS
過去眾多的生成式AI應用都是基于云端的AI大模型，但對于終端用戶來說，需要聯網才能獲取生成式AI服務，并且可能還需要向服務提供商支付一定的使用費，同時還會存在用戶的數據隱私安全等問題。因此，聯發科、高通等智能手機芯片廠商紛紛推動AI大模型進入端側，提供本地化的生成式AI能力，這就需要終端設備所搭載的處理器本身能夠提供強大的AI算力，來支持AI大模型在端側的運行。
雖然在發布會上，雷軍并未詳細介紹玄戒O1的NPU部分，但是據朱丹向芯智訊透露，玄戒O1此次集成了6核的NPU，擁有18432個乘法累加器，算力達到了44TOPS，配合小米第三代端側模型，通過更低功耗就可實現更強的AI處理能力。
作為對比，蘋果A18 Pro的AI算力只有35TOPS。雖然驍龍8至尊版和天璣9400的NPU的具體算力官方并未公布，但是高通面向AI PC的驍龍X Elite的NPU算力也才45 TOPS。
此外，玄戒O1的NPU還針對100+日常高頻常用AI算子進行了芯片硬化，通過硬件加速提升AI計算效率，在各類AI場景均有出色表現。
安兔兔跑分超過300萬分
得益于玄戒O1在CPU/GPU/NPU方面的出色的性能表現，其安兔兔綜合跑分成績也達到了3004137分。雖然小米并未具體說明該測試成績是在常溫狀態下達到的，還是在實驗室環境下實現的，但是依然具有一定的參考意義。
作為對比，聯發科去年推出的天璣9400的安兔兔跑分達到285萬分左右。在實驗室環境下，天璣9400的安兔兔跑分甚至突破了300萬分，是當時安卓平臺第一個實現這個成績的SOC。而隨后推出的高通驍龍8至尊版的安兔兔跑分成績基本在310萬分左右。
顯然，即便玄戒O1安兔兔跑分成績是在實驗室環境下獲得的，那么也應該達到了與天璣9400相當的水平，但是與驍龍8至尊版還略有差距。
玄戒O1已進入第一梯隊綜合玄戒O1的各項硬件配置以及上述的各項基準測試成績來看，玄戒O1已經基本達到了與當前智能手機市場第一梯隊的旗艦SoC（比如聯發科天璣9400、蘋果A18 Pro）相當的水平，即便是與最強的高通驍龍8至尊版相比，差距也并不算大。可能在一些網友看來，玄戒O1用的是Arm公版的CPU/GPU內核IP，同時也是借助于臺積電的3nm代工的，似乎都是用的別人的技術，所以沒有自己的核心技術，其實不然。要知道聯發科一直都是用的Arm的公版CPU/GPU內核IP，并且做到了全球出貨量第一，而且其天璣系列旗艦SoC也達到了與高通驍龍8系旗艦SoC相當的水平；高通大多數的中低端芯片以及眾多旗艦芯片同樣用的是Arm的公版CPU內核IP或基于其魔改而來，最新的驍龍8至尊版才轉向了自研的基于Arm指令集的Oryon CPU內核；蘋果的A系列處理器早期也同樣是采用的Arm公版CPU和Imagination的GPU IP，后來才轉向了自研的基于Arm指令集的CPU內核和自研的GPU內核；同樣，華為在麒麟9000S之前也一直是用的Arm的公版CPU/GPU內核IP，直到麒麟9000S才轉向了自研的CPU/GPU內核。所以，對于芯片設計廠商來說，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也不可能在各項性能測試上擊敗蘋果A18 Pro。同樣，即便是用一樣的Arm的公版CPU/GPU IP，做出來的芯片依然是會有很大的性能差異，如何組合這些IP，并將其用好，依然是非常考驗芯片設計廠商的技術能力。更何況，很多芯片設計廠商在用Arm的公版CPU/GPU IP的同時，還需要加入很多的自研技術來做深度的優化，還需要加入其他的第三方的或自研的功能模塊（比如自研ISP、NPU、基帶、I/O接口等），畢竟一顆旗艦SoC當中，可不是只有CPU/GPU就夠了。另外，據芯智訊了解，玄戒O1作為一款3nm芯片是一次流片就成功了，這是非常不容易的。要知道，高通驍龍8至尊版和聯發科天璣9400似乎都不是一次流片成功的。西門子EDA（Siemens EDA）設計驗證技術副總裁兼總經理 Abhi Kolpekwar 近日在接受采訪時就表示，目前首次流片成功率正在下降，已經從 2020 年的 32% 和2022 年的 24% 下降到 2024 年的 14%。這里指的可能是先進制程芯片的首次流片成功率，如果是基于尖端3nm制程的更為復雜的旗艦SoC芯片，一次流片成功率必然會更低。
外掛聯發科T800基帶
雖然在2G/3G時代，市場上的手機基帶芯片供應商有十多家，但每一代的技術升級，都伴隨著供應商的大洗牌。進入5G時代之后，隨著英特爾的退出，目前僅存的5G手機基帶芯片廠商也只有高通、聯發科、展銳、華為、三星和今年剛剛推出5G基帶的蘋果這六家供應商。其中，三星、華為和蘋果的5G基帶芯片主要是自用。這也導致了目前公開市場上的5G基帶芯片供應商僅有高通、聯發科和展銳三家供應商。
需要指出的是，蘋果作為一個新進入的玩家，也是花了至少8年時間才得以推出自研的5G基帶并商用。而且，這還是蘋果在2019年7月收購英特爾手機基帶芯片業務的基礎上才得以實現的。這也足見5G基帶芯片研發難度之高。并且在2/3/4/5G通信基礎專利方面，也基本被傳統的電信設備運營商華為、愛立信、諾基亞，以及華為、高通、聯發科等基帶芯片廠商所占據。
顯然，對于小米來說，短時間內推出自研的5G基帶是極為困難的。小米第一代的手機SoC澎湃S1就是通過與大唐電信旗下的聯芯科技合作，獲得的4G基帶的。
對于此次發布的搭載玄戒O1的小米15S Pro，小米并未公布具體是外掛的哪家的5G基帶。但是芯智訊向朱丹了解到，小米15S Pro采用的是玄戒O1外掛聯發科T800 5G基帶的方案。
根據聯發科的官方資料顯示，T800是2022年11月推出的一款高速高能效5G平臺，基于4nm制程，內置Arm Cortex-A55 CPU，支持PCIe 、USB等接口，集成了符合3GPP Release-16標準的5G基帶、FR1和FR2射頻收發器、FR2天線模組、GNSS接收機和電源管理系統。
網絡方面，T800支持5G NSA/SA組網、5G Sub-6GHz和毫米波雙連接，支持Sub-6GHz四載波聚合（4CC CA）和FDD+TDD混合雙工，5G下行速率高達7.9Gbps，上行速率可達4.2Gbps。支持5G雙卡雙待（DSDS）功能。
自研4G手表芯片玄戒T1
雖然目前小米的旗艦SoC玄戒O1用在手機上還需要依賴于外掛聯發科的5G基帶來實現5G聯網/通話功能，但實際上小米的自研基帶芯片的工作早已經開始，并且首款全自研集成4G基帶的手表芯片——玄戒T1將在最新的Xiaomi WatchS4「15周年紀念版」智能手表上商用。
據介紹，玄戒T1不僅集成了CPU、GPU、視頻編解碼模塊，還集成了小米自研的4G基帶+射頻系統，蜂窩通信全鏈路都是小米自主設計的，可支持4G eSIM獨立通信，這標志著小米在自研基帶賽道邁出了至關重要的第一步。
相對于應用處理器來說，基帶芯片的研發難度更大、研發周期更長、所需研發投入也更大。因為基帶芯片不僅需要能夠支持各種網絡頻段，兼容各種網絡標準，還需要經過各種的測試與認證。比如IOT互操作測試、儀表仿真和現網驗證、適配運營商網絡的測試、運營商的入庫測試、適配不同城市網絡情況的測試等。可以說，一顆基帶芯片可能需要跑遍全球運營商和全球的主要城市去做場測，然后不斷的發現問題解決問題，相當的費時費力和費錢。
雷軍表示，為了研發玄戒T1的4G基帶，小米投入了600人的研發團隊，其中60%以上都是具有10年資深研發經驗的工程師。在玄戒T1研發完成后，還經過來了復雜的實驗室驗證，完整覆蓋4G-LTE各層協議7000+測試用例。在關鍵的現網適配表現方面，小米歷時15個月、覆蓋100+城市、累計測試里程達到了15萬公里，實現了不同品牌基站設備逐一適配，大幅超過了原本的測試要求的力度，最終讓玄戒T1的4G實網性能大幅提升，相較市面上其他eSIM手表芯片，實網性能提升35%，4G-LTE數據功耗較低27%，語音功耗降低46%。如果說小米旗艦SoC玄戒O1的推出是有借助Arm和臺積電的技術，那么玄戒T1整合的4G基帶則完全是由小米自主研發，這也為未來自研5G基帶芯片打下了一定的基礎。“玄戒O1和玄戒T1的成功推出，標志著小米具有了全棧的芯片設計能力。”雷軍非常自豪地說道。三款新品全面搭載自研玄戒芯片小米此次發布的三款新品都搭載了小米自研的玄戒芯片。其中，小米15S Pro首發搭載玄戒O1處理器，定價5499元起。
