更新：vivo證實接下來將揭曉的vivo X300系列將會採用天璣9500處理器。
聯發科正式發表其全新旗艦運算平台天璣9500，採用台積電第三代3nm (N3P)製程，結合全新全大核CPU配置架構，以及雙NPU AI運算元件，宣告旗艦行動運算進入全新紀元。而首波搭載天璣9500的智慧型手機，預計將於2025年第四季陸續上市。
導入Arm全新Lumex運算子系統
天璣9500設計重點在於「性能、能效與AI智慧體驗」全面升級，其中導入Arm近期對外公布的全新Lumex運算子系統所採用的CPU設計，對應Armv9.3指令集與全新SME2延伸矩陣運算指令集，並且延續聯發科先前的全大核組合設計，並非直接沿用Arm參考設計。
CPU配置採用新一代全大核設計，其中搭載1組運作時脈高達4.21GHz的C1-Ultra超大核CPU、3組運作時脈達3.50GHz的C1-Premium超大核CPU，與4組運作時脈為2.70GHz的C1-Pro大核組成，另外在C1-Ultra的L1快取增加一倍、而L3快取也增加33%，加上導入四通道UFS 4.1儲存架構，讓資料讀寫速度可提升一倍，更讓大型自然語言模型載入速度提升40%。
性能表現方面，天璣9500標榜單核心運算表現比前一代天璣9400提升32%，而多核運算部分則提升17%。另外，多核運算功耗則下降37%，同時超大核在相同性能下的功耗表現更降低55%，意味在長時間高負載使用將提供更好的能效，更可配合動態電壓調整技術讓功耗進一步降低10%，對比天璣9400的峰值性能輸出時的功耗可降低42%。
在實驗室環境下的GeekBench V6.4單核心性能測試數據為4007，多核心性能測試數據則是11216，天璣9400兩個數值分別為3040與9600。另外，天璣9500在物體偵測運算性能提升50%，執行編解碼模型功耗則下降高達50%
圖形處理部分則導入全新Mali G1-Ultra GPU，性能比天璣9400採用的Immortalis-G925 GPU提升33%，功耗則減少42%，而光線追蹤效能更提升高達119%。以3DMark的Solar Bay Extreme測試光追渲染性能表現，天璣9500的性能數據達2573，天璣9400則是1173，約有119%提升幅度。
天璣9500更首度導入Dynamic Cache動態快取架構與聯發科幀率轉換工具MediaTek Frame Rate Converter 3.0技術，支援Unreal Engine 5.6 MegaLights與Unreal Engine 5.5 Nanite，為行動裝置帶來接近主機級的3A遊戲畫質與流暢度。
另外，天璣9500在AI處理表現也做了不同設計，其中採用全新NPU 990雙AI處理器，其中一組NPU更採用整合記憶體設計，藉此讓語言模型等運算資料可以更快速率存取處理，進而提高人工智慧運算效率對比天璣9400的峰值輸出時數據提升111%，功耗則可降低56%。
而採用雙NPU設計，讓其中一組NPU藉由運算與記憶體結合架構，能更快載入語言模型，甚至讓AI運算功能常駐，藉此快速呼應使用者操作需求，更讓NPU整體運作功耗比前一代產品降低56%，並且實現裝置執行各類代理AI功能，讓智慧摘要、即時語音互動等應用可以變得更加流暢且自然。
天璣9500的峰值AI性能提升111%，支援4K高畫質圖片生成與多模態理解，並且導入支援BitNet 1.58 bit模型的生成式AI引擎2.0，能在降低記憶體需求的同時提升能效。透過運算與記憶體結合架構，不僅可預先載入AI模型，使得AI服務可常駐執行，更讓NPU功耗較前代降低56%，藉此讓裝置能常時運行Agentic AI，從智慧摘要到即時語音互動都更加即時自然。
影像處理部分，天璣9500整合Imagiq 1190 ISP與天璣RAW域處理引擎，可在不經後製就能實現2億畫素的專業級畫質表現，並且率先支援4K 120FPS防震錄影與4K 60FPS電影級人像模式，讓創作者能直接用手機拍出高品質影片。
此外，天璣9500也搭載MiraVision智慧調節顯示技術，可根據環境光照、面板特性與即時的內容分析調整螢幕顯示表現，讓使用者在戶外極亮環境依然可清晰看見螢幕顯示內容，而在亮度極低、僅在1nit亮度狀況下，依然可看得清楚且不傷眼。
其他部分，則包含針對連線與通訊進行最佳化，包括AI選網技術、自動基地台切換、AI節能調度與Wi-Fi速傳技術，結合藍牙音訊智慧補償，讓裝置在串流、遊戲、通話等情境都能享有低延遲、高穩定度的體驗。
天璣9500、天璣9400規格比較表：
| 規格項目 | 天璣 9500 | 天璣 9400 |
| 製程工藝 | 台積電 3nm N3P (第三代 3nm) | 台積電 3nm (第二代 3nm，標示為 N3E ) |
| CPU 核心架構 | 新一代全大核設計，其中搭載1組運作時脈高達4.21GHz的C1-Ultra超大核CPU、3組運作時脈達3.50GHz的C1-Premium超大核CPU，與4組運作時脈為2.70GHz的C1-Pro大核組成，另外在C1-Ultra的L1快取增加一倍、而L3快取也增加33% | 同樣是第二代全大核架構，具體為 1 × Cortex-X925 CPU超大核 (3.62GHz) + 3 × Cortex‐X4 CPU核心 + 4 × Cortex-A720 CPU核心 |
| L2 / L3 快取／緩存 | 在C1-Ultra的L1快取增加一倍、而L3快取也增加33% | L2 快取容量相比前代翻倍，L3 快取容量提升約 50% |
| GPU | Mali-G1-Ultra MC12新GPU設計，光線追蹤性能與功耗比提升顯著 | 使用 Immortalis-G925 MC12 GPU，光線追蹤性能提升約 40%，功耗降低；整體 GPU 性能與能效提升明顯 |
| NPU / AI 算力 | 搭載第九代NPU，AI算力約100 TOPS，強化本地化推理與AI應用能力 | 配置第八代AI運算元件NPU 890，支援 Agentic AI 引擎、LoRA 訓練、高畫質影像生成等 AI 能力 |
| 記憶體 & 儲存 | 支援4通道 LPDDR5X，頻率約10667 Mbps；儲存支援四通道 UFS 4.1 | 同樣支持 LPDDR5X-10667 Mbps；儲存型式為 UFS 4 + MCQ（類似四通道） |
| 光線追蹤與遊戲功能 | 新GPU架構 + 新微結構提升光追性能；預期在遊戲與影像製作場景中更有競爭力 | 同樣內建支持光線追蹤的 GPU（Immortalis-G925），並包含 OMM 追光引擎與 Frame Rate Converter 技術等遊戲/視覺 enhancements |
| 其他特色 | 支援Armv9.3指令集、SME2延伸指令集 | 引入 Agentic AI 引擎、提升快啟響應時間、應用程序啟動回應時間優化等軟體與系統層面的優化 |
首波應用預計於2025年第四季陸續上市
天璣9500不成為聯發科全新旗艦定位運算平台行動晶片，更是聯發科對AI時代的回應，從硬體效能、軟體演算法到生態系合作，全面提升裝置端智慧體驗，為即將上市的Android旗艦機種注入強大競爭力。
聯發科表示，首波搭載天璣9500的智慧型手機，預計將於2025年第四季陸續上市，沒意外將會先由vivo率先推出採用此運算平台的旗艦手機產品，預期就是即將在10月對外揭曉的vivo X300系列。
