8 月 24 日的玄戒芯片技术沟通会上，小米一次发布了三颗自研芯片：AI 旗舰手机 SoC 玄戒 O3、端侧大模型加速芯片玄戒 O100、智驾芯片玄戒 D100。其中 O3 已经规模量产，9 月将由小米 18 Fold 折叠屏与小米平板 9 Pro Max 首发搭载；O100 与 D100 均已完成回片验证，计划 2027 年进入市场。
距离第一代玄戒 O1 发布过去了 459 天。玄戒 O3 采用台积电第三代 3nm（N3P）工艺，芯片面积从 O1 的 109mm² 扩大到 133mm²，晶体管数量从 190 亿增加到 240 亿，增幅 26%。安兔兔 V11 实验室低温环境跑分为 5,228,014 分，是公开信息中首款突破 500 万分的移动 SoC；Geekbench 6.5 单核 3945 分、多核 15221 分，多核成绩较苹果 A19 Pro 高出近四成，也是安卓阵营多核首次越过 15000 分门槛。
核心规格总览
| 模块 | 玄戒 O3 | 玄戒 O1（对比） |
|---|---|---|
| 制程 | 台积电 3nm（N3P），133mm² | 台积电 3nm（N3E），109mm² |
| 晶体管 | 240 亿 | 190 亿 |
| CPU | 10 核全大核，最高 4.35GHz | 10 核四丛集，最高 3.9GHz |
| GPU | 16 核 G2-Ultra NX | Immortalis-G925 |
| NPU | 200 TOPS 张量 + 3.13 TFLOPS 向量 | 约 44 TOPS |
| 内存 | LPDDR6，113.8GB/s | LPDDR5X |
| 安全 | 自研 RISC-V 安全核心，国密 + CCRC EAL5+ | 国密认证 |
CPU：十核全大核的取舍
玄戒 O3 的 CPU 由 2 颗 C1-Ultra 超大核、4 颗 C1-Premium 大核和 4 颗 C1-Pro 中核组成，官方口径为「6 超大核 + 4 大核」的十核全大核架构，最高主频 4.35GHz。与 O1 的十核四丛集（2×X925 3.9GHz + 4×A725 3.4GHz + 2×A725 1.9GHz + 2×A520 1.8GHz）相比，O3 取消了 A520 级别的能效小核，把十个核心全部换成 C1 系大核，多核性能提升 60%。
全大核的代价是功耗与发热更难控制。手机日常负载多为刷视频、回消息、看网页这类轻任务，大核如果不能及时降频，跑分优势会转化为续航负担。小米公布的对应措施是：在覆盖 80% 日常使用的中低负载区间，功耗较 O1 降低 25%。
GPU 与缓存体系
GPU 首发 16 核 G2-Ultra NX，这是 ARM 最新的 G2 架构图形处理器，性能较 O1 的 Immortalis-G925 提升 85%，第三代光线追踪性能提升 182%，相同性能点功耗最多降低 64%。GPU 内部另集成 8 个 NX 神经网络单元，提供 36 TOPS 算力，承担游戏超分与插帧运算。
缓存方面，CPU 侧包含 12MB L2、16MB L3 与 16MB 系统级缓存 SLC，GPU 与 NPU 各自配备独立缓存，全芯片主要缓存合计约 60MB。
与同代的天玑 9500 相比，玄戒 O3 的 CPU 多出 2 颗超大核（1 颗 C1-Ultra 和 1 颗 C1-Premium），主频高 0.14GHz，缓存多 11MB；GPU 规模为 16 核 G2-Ultra NX 对 12 核 G1-Ultra，架构更新。纸面规格上 O3 全面占优，唯一落后的指标是晶体管密度：240 亿晶体管对应 133mm²，天玑 9500 为 300 亿以上晶体管对应 140.57mm²，O3 的密度低约 15%，可能与外挂基带设计及性能库使用比例有关。
内存子系统：全球首发 LPDDR6
玄戒 O3 是全球首个支持 LPDDR6 的移动处理器，采用 4×24bit 位宽、10667Mbps 规格，带宽 113.8GB/s，较玄戒 O1 的 LPDDR5X 提升 48%。片内互联采用自研统一融合总线与顶层金属走线技术，静态访存时延 82ns、后台带载动态时延 177ns；对比苹果 A19 Pro 的 92ns / 211ns 与 O1 的 121ns / 384ns，三项数据均为领先。
内存带宽直接决定端侧大模型的推理速度。大模型每生成一个 token，都需要把数十亿参数的模型权重从内存完整读取一遍，算力堆得再高，数据通路不畅就会空转。LPDDR6 的 48% 带宽增益是为 NPU 服务的，这一点从 NPU 侧的配套设计可以印证。
NPU：为 MiMo 端侧模型重构
玄戒 O3 的 NPU 架构全面重构，由 4 颗低功耗 NPU 核心组成，提供 200 TOPS 的 A8W4 张量算力与 3.13 TFLOPS 向量算力，端侧 AI 性能提升 45%。这颗 NPU 专为 Xiaomi MiMo 端侧大模型设计，配套三项关键机制：
- 28MB NPU 近存，缩短权重读取路径；
- 硬件霍夫曼无损压缩，针对 MiMo 5 值量化模型节省 30% 内存带宽占用；
- 全模块 AI 化：CPU 增加双 SME2 加速单元，GPU 内置 8 颗 NX 单元，ISP 内置 AINR 降噪单元，DPU 内置硬件 AI 超分辨率单元，ADSP 内置 AI 引擎。
官方实验室数据显示，MiMo 3B 模型在 O3 上的 Prefill 首词响应速度提升 40%，Decode 推理速度提升 45%，运行功耗降低 26%。影像侧，第五代旗舰 ISP 支持单摄最高 4.32 亿像素、三摄 64M+64M+50M 并发、24bit 位宽与 4K60FPS AINR 夜景视频，另支持 H.266 硬解码。安全侧搭载自研 RISC-V 安全核心，通过国密与 CCRC EAL5+ 双认证。
玄戒 O100：1.22TB/s 的推理加速芯片
沟通会尾声发布的玄戒 O100 是一颗完全面向大模型推理的高带宽 AI 加速芯片。它的逻辑工艺仅为 6nm，封装却相当激进：采用 Wafer on Wafer 晶圆级垂直堆叠与 Hybrid Bonding 混合键合，把两层 AI 专用 DRAM 晶圆与一层 NPU 晶圆在垂直方向直接键合，通过 Face to Face 金属层直连结构相连。两层晶圆之间有 258 万个物理键合节点，TSV 硅通孔孔径 0.7μm，键合间距缩短至 1.4μm。
微米级的垂直互联把内存带宽推到 1.22TB/s，达到主流旗舰手机 LPDDR5X 的 16 倍。O100 内置 14 个 NPU 核心，针对推理两阶段设计了不同的互联架构：处理长提示词的 Prefill 阶段走 Ring 环形网络逐级传递，逐 token 生成的 Decode 阶段切换到 All-to-All 广播网络实现多核同步。配合 Xiaomi MiMo 模型，O100 的本地推理速度最高达到 330 token/s。
O100 定位独立 AI 协处理器，可适配手机、机器人、车载等多类终端，用来缓解大模型本地运行的带宽瓶颈，2027 年走向市场。
玄戒 D100 与算力矩阵
面向智能驾驶的玄戒 D100 采用 3nm 工艺，配备 20 核 CPU 与 16 核 NPU，最高支持 160GB 统一内存，是国内公开的首款 3nm 智驾芯片。官方确认已在本地成功部署 200B 参数规模的大模型，计划 2027 年正式商用。160GB 统一内存的意义在于让大参数模型常驻车机本地，地库、隧道等弱网环境下也能完成实时推理。
配套硬件还有 Xiaomi AI Cube Prototype，一台桌面级 AI 终端：航天铝一体成型外壳，超过 33874 个 CNC 蜂窝散热孔，内部芯片阵列实现 120B + 3B 双模型本地混合部署，小模型负责毫秒级高频指令，大模型负责深度推理，系统按负载实时分配算力。
从 O3 到 O100 再到 D100，三颗芯片分别覆盖手机、端侧推理加速与车规智驾，小米的端侧 AI 算力矩阵就此成型。澎湃 OS 负责调度，MiMo 提供模型，玄戒供应算力，软件栈与芯片开始成体系地协同设计。9 月小米 18 Fold 上市后，O3 的实际性能与功耗表现将迎来第一轮公开检验。
参考来源：小米玄戒芯片技术沟通会官方数据；安兔兔评测实验室；IT之家、爱范儿、PChome 报道。