六项世界第一!余承东发布7纳米“超级恐怖”芯片,麒麟980让世界颤抖


新智元报道

来源:IFA

编辑:闻菲、克雷格

【新智元导读】刚刚,华为消费者BG CEO余承东在2018德国IFA上揭幕了“史上最强芯片”麒麟980,创下全球首款商用7纳米手机SoC等6项世界第一,搭载双核NPU,性能全面碾压高通骁龙845和苹果A11。

麒麟980,一款“超级恐怖”的芯片!

刚刚,在2018德国IFA展会上,华为消费者BG CEO余承东倾情演绎,终于揭晓了这款举世瞩目的芯片——华为手机旗舰级处理器麒麟980,也兑现了此前放出的豪言:

麒麟980性能非常恐怖,会是史上最强的芯片,遥遥领先高通骁龙845和苹果A11芯片!

这次余承东发布华为麒麟980,仿佛几周前黄仁勋发布英伟达GeForce RTX 2080 Ti——都是提前一个多月就有各种传言和所谓的爆料流出,都有写得头头是道的分析和各种真真假假的数据,吊足了人的胃口。

余承东笑着在台上说,怎么样,我们的芯片性能恐怖吧,还有,之前谣传的那些数据,都是错的。下面这张图才是麒麟980的真面貌:

麒麟980创造了6个世界第一

  • 全球最早商用的台积电7nm工艺的手机SoC芯片
  • 全球首次实现基于ARM Cortex-A76开发的商用CPU架构,最高主频可达2.6GHz
  • 全球首款搭载双核NPU
  • 全球最新采用Mali-G76 GPU
  • 全球最先支持LTE Cat.21,峰值下载速率1.4Gbps,达到业内最高
  • 支持全球最快LPDDR4X颗粒,主频最高可达2133MHz,同样业内最高

可能最大的意外,就是麒麟980采用了双核NPU——而不是此前谣传的会搭载寒武纪最新一代1M。麒麟980中使用的NPU是寒武纪1H,是麒麟970搭载的寒武纪1A的优化版,加上双核,图像识别速度有了220%的飞升,AI能力也有进一步扩展。

麒麟980芯片相关负责人表示,原本他们是不打算做宣传的,而是靠口碑营销,因为“消费者只要用了就知道有多好”。

至于麒麟980研发费用,华为方面表示是“数亿美元”,因为“芯片是滚动研发,很难界定具体的投入是多少”。而关于投入产出比,华为并不把芯片当做一门生意在做,他们更在意的是产品的竞争力。

根据华为CBG业务发展情况,从品牌的形象塑造和产业影响力来看,麒麟系列芯片的投入是“非常值得的”。

下面详细来看这款芯片。

迄今最强芯片,性能碾压高通845和苹果A11

具体看,麒麟980和麒麟970的规格参数对比:

余承东表示,从最初的研发、IP储备,到最终的商业化量产,华为用了36个月的时间。也就是说,在3年以前,麒麟980项目就已经开始,投入了数千名资深半导体专家,进行了5000+次验证和检测。

再来看麒麟980跟高通845的对比。

性能全面碾压:黄线是麒麟980,白线是高通骁龙845(GPU是在开启Turbo状态)

麒麟980是7nm工艺,华为从2015年开始就从事7nm工艺研究,2016年进行IP储备、集成验证,2017年做SoC工程化验证,2018年实现量产。

2018年实现7nm工艺的手机SoC量产,这是很多业内人士都不曾料到的,大家普遍以为至少要到2019年才能成功。

科技公司对手机SoC的性能追求永无止境。

那么从10nm到7nm,芯片都有了哪些提升呢?

根据台积电的官方数据,从10nm改为7nm,芯片性能大约有20%的提升,能效则有大约40%的提升,逻辑电路的密度提升60%,相当于原来的1.6倍。

华为海思有关负责人表示,制作7纳米芯片的难度非常大,因为7纳米逼近了硅基半导体工艺的物理极限,还需要克服复杂的半导体技术效应及晶体管本身的三维电阻电容带来的影响,其挑战之大超乎想象,就像“在针尖上起舞”。

麒麟980的晶体管数量,是69亿个。

从28nm的麒麟920(晶体管数量20亿)、到16nm的麒麟950(当时只有苹果和华为能做到,晶体管数量30亿)、再到10nm的麒麟970(晶体管55亿),最后到现在的麒麟980,晶体管数量总体增加了3.5倍,密度增加了6.8倍。

“这是了不起的成就!”余承东如果没有直接说出来,心里也肯定是这样想的。

NPU单核变双核,并不是寒武纪1M

大家关心的另一个问题是,麒麟980当中的AI模块,是否也使用寒武纪IP的NPU。

答案是肯定的。

与此前的传闻不同,麒麟980没有搭载最新的寒武纪1M,而是使用了寒武纪1H,这是麒麟970搭载的寒武纪1A的优化版,而且采用双核结构。

在AI能力的提升上,用业界最常用的图像识别速率做标准,使用双核NPU的麒麟980达到了每秒4500张图片,速率相比970提升了120%。相比之下,目前业界主流的产品一般是2000多张或者1000多张。

此外,AI能力也有所扩展,比如物体识别方面,可以从轮廓做到细节;实时处理方面,可以从图像做到视频;实时物体分割方面,可以更加精细。

余承东表示,AI算力所带来的提升,将为手机上更多、更酷炫的AI应用开启可能。

不过,坦白说,或许是麒麟970率先引入神经网络加速模块NPU,力压苹果,成为“全球首款AI芯片”的冲击力太强,这一次从单核NPU升级为双核NPU,并没有给人太大的惊喜

实际上,在AI芯片相关的研发上,华为海思从几年开始就默默大力投入,在麒麟970时选择与寒武纪合作。如今,麒麟980使用优化后的双核NPU。

作为高端芯片,无论是麒麟980还是麒麟970,在华为(包括荣耀)的所有手机中使用比例还是相对有限的,因此芯片能否回收成本,也一直是一个疑问。

众所周知,芯片的研发及生产成本投入巨大,但华为有关负责人表示,到目前为止,华为没有任何想法和计划把麒麟芯片对外销售,“我们做芯片的定位仅仅来承载我们的硬件架构,实现我们的产品的差异化、竞争力以及低成本”。

不对外销售芯片,只是将其与自己产品和服务进行捆绑与垂直整合,这种模式让人想起了谷歌,以及后者自研的、也是每次都研发成功后才在I/O大会上发布的TPU。

所以,未来华为也很有可能推出全部自主研发的AI芯片。

同时,也让华为的云端AI芯“达芬奇计划”,更加令人期待。

CPU是亮点:自研麒麟CPU子系统,智能调度机制提前预测流量

如果说在AI方面没有上次那样的冲击力,但麒麟980在CPU上却有亮眼表现。

麒麟980全新设计了这代CPU架构——麒麟CPU子系统,由2个超大核(基于Cortex-A76开发)、2个大核(基于Cortex-A76开发)和4个小核(Cortex-A55)三档能效架构组成。

其中,超大核主频达到2.6,用来处理急速的性能;大核主频达到1.9,用于持续的性能;小核主频是1.8,用于日常的使用。

华为还设计了一个名叫“Flex-Scheduling”的智能调度机制,能根据手机运行的应用智能地进行三级的调度,比如播放音乐就只需要一个小核,使用社交软件就动用中核,当有很多大量的负载,比如玩大型游戏时,就会使用大核。

不仅如此,Flex-Scheduling智能调度机制能通过AI预测手机所需流量的峰值,这样在看视频或玩游戏的时候就不会出现卡顿。

白线是传统提供的性能;黄线是AI预测性能,智能调度,合理分配,让手机不觉得卡了

APP的打开速度也会加快,别看提升只有零点几秒,但对于用户体验来说感受是很明显的。

GPU更恐怖:性能能效双提升,加上Turbo业界无敌

此前华为推出的“吓死人不偿命”的GPU Turbo技术,在麒麟980里得到了充分的发挥。

说道GPU最直观的是体验,在手机端,就尤其是对性能负载特别重的大型游戏的体验。

与主流产品相比,麒麟980对大型重载游戏,基本能够达到59.3帧/秒,加上GPU Turbo后,可以基本稳定维持在60帧/秒。相比之下,竞争对手如果测5分钟、10分钟,大概是40多帧/秒,如果测半个小时,有的就掉到30多帧/秒了。

“我们每帧的功耗是43.7毫瓦,而主流的产品竞争对手能高达60多毫瓦,所以我们功耗每帧平均的功耗也更小,”余承东说:“性能更强,功耗更小!”

GPU性能46%的提升和能效178%的提升,一方面是芯片工艺所致,再来Arm架构本身也有极大的提升,华为自己也专门也做了优化。

性能各种彪悍,麒麟980拥有业界最快的手机WiFi速率

麒麟980还支持最快的DDR,带宽是比业界主流的水平要高20%,同时延迟还降低了22%。

对于用户来说,内存大,操作快,运转起来就快。如果你是游戏玩家,玩大型游戏时不卡顿更流畅的体验值得期待。

此外,麒麟980还全新集成了双ISP(图象处理单元),采用全新升级自研 ISP 4.0,相比上一代像素吞吐率提升46%,能效提升23%,同时延迟降低了33%,这就意味着用户在捕捉拍照的时候,对焦更快,拍照也更快了。

华为在通信上的实力毋庸置疑。去年,麒麟970实现了当时业界最快的传输速度1.2Gbps。今年,将接收器的层数在增加4层达到14层后,实现了1.4Gbps的速率,这是全球最快的峰值下载速率,也是全球率先支持LTE Cat.21的

余承东说,我们的目标是,在任何时间,任何地方,你都能够享受到无缝的通信的连接,通信就像是空气一样时刻存在。

华为专门在高铁(高速场景)和地铁(低信号场景)里做了测试。麒麟980在高铁场景下掉话率在0.2%,而主流的对手则达到了2%,流畅度差不多是对手的10倍。

此外,麒麟980配套使用全球最快的手机WiFi芯片Hi1103,理论峰值下载速率可达1.7Gbps,业界主流手机使用这款WiFi芯片的竞品,速率是在866MHz。而苹果使用了第三方的WiFi模型优化,能做到1.08MHz。

余承东说,尽管这样,我们也是它的1.7倍,麒麟980拥有业界最快的手机WiFi速率!

同时,Hi1103支持业界领先的L1+L5双频GPS超精准定位,L5频段下定位精度提升10倍,有效改善手机定位精准度,避免路痴困扰。

麒麟990,已经在研发之中

麒麟980的亮点,从各项指标的参数上来讲已经足够说明一切。

如果你还觉得有遗憾,那也只能说明我们对麒麟、对华为的期望是那么的高,在碾压晓龙854和苹果A11的基础上,还希望再次见证一个奇迹。

产业链上的合作伙伴大家都有,一个芯片里有上百甚至上千个IP,华为做出来了,而且最先做出来,这个全球首款商用量产的7纳米手机AI芯片,为了很多手机AI应用开启了更多可能。

而华为麒麟990,已经在研发之中。

原文发布于微信公众号 - 新智元(AI_era)

原文发表时间:2018-08-31

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