专栏首页量子位三年研发、数亿美元成本,Mate 20的“大杀器”麒麟980是怎样炼成的?

三年研发、数亿美元成本,Mate 20的“大杀器”麒麟980是怎样炼成的?

安妮 发自 凹非寺 量子位 出品 | 公众号 QbitAI

昨晚,华为麒麟980芯片发布。

作为全球首款量产的7nm手机芯片、首款基于最新Cortex-A76 而开发的商用芯片、首款搭载Mali-G76 GPU架构的移动端芯片、双NPU加持……有人形容980“性能强悍到可怕”。

而且在性能提升的同时,980在能效表现上也实力不俗。据TMSC的官方数据统计,相比主流10nm手机芯片,980能效提升了40%,也有人形容980是“能效小怪兽”。

这样一款芯片,是怎么炼成的?

7nm跃升的CPU

麒麟980是全球首款量产的7nm手机芯片。

7nm工艺和10nm相比,有什么提升?

根据台积电发布的数据,7nm能进一步提升约20%的性能,提升约40%的能效,逻辑电路的密度提升60%。一颗980内部,集成了69亿个晶体管。

我们来做个对比。

2014年,华为发布的920芯片采用了28nm制程,当时集成了约20亿个晶体管;2015年,华为推出采用16nm工艺FinFET制造的950芯片,当时有约30亿个晶体管;2017年,华为发布10nm工艺的970芯片,集成55亿个晶体管。

除了不断采用最新工艺,这次的980还是华为首次基于Cortex-A76开发而成的CPU,性能提升75%,同时效能提升58%。

Kirin CPU子系统推出了Flex-Scheduling智能调度机制,创造性地设计了2超大核(基于Cortex-A76开发)、2大核(基于Cortex-A76开发)、4小核(Cortex-A55)的三档能效架构,提供了更为精准的调度层次,让CPU在重载、中载、轻载场景下灵活适配,让用户获得更高性能体验的同时获取更长的续航体验。

超大核是用来处理急速的性能,而大核用于持续的性能,小核就是用于日常的使用。在华为Flex-Scheduling智能调度机制的帮助下,可以根据用户的使用情况,智能调度使用不同的核心。比如听音乐调用一个小核,打游戏调用大核。

更快更省的GPU

当然,打游戏更需要GPU的支持。

这次980上的GPU性能提升了46%,但是能效不但没有降低,而且提升了178%,也就是说能效是以前的两倍多。对于游戏玩家来说,是个好消息。

华为以大型重载游戏NBA2K18举了个例子。

“麒麟980基本上能够达到59.3帧/秒,接近60帧,而且加上GPU Turbo后可以保持基本稳定持续在60帧。而竞争对手,如果我们给他测5分钟、10分钟,大概是40多帧,如果给它测半个小时,掉到30多帧”。

此外,980每帧的功耗是43.7毫瓦,而主要竞品的功耗为60多毫瓦。

980里还集成了新的双ISP(图象处理单元)4.0,与上一代相比,像素吞吐率提升46%、能效提升23%。在Pipeline技术的加持下,时延降低了33%,这是啥意思?直白的说,对焦更快、拍照响应时间更短。

3年,1000多人

没有一蹴而就的成果,我们目前看到的麒麟980成品,其实是华为36个月前布下的局。

2015年,华为开始投身7nm芯片的研究,当主流智能手机尚处于20或28nm工艺制程之时,华为动身研发7nm技术了,同年还开始了IP储备。一年多以后,华为团队着手SoC工程化的验证工作,到今年,麒麟980终于量产。

在深耕7nm的这两年,华为总共投入了1000多名半导体设计工程师和工艺专家,进行了5000多次的工程验证。

华为表示,作为一个芯片,除了设计,工艺,还有软件、硬件协同之外,大量的工程化的难题还需要大量的验证,相比于其他行业,芯片的投资耗时更长,且人才需求量大。

除了高额的时间和人力投入,麒麟980能问世还有一个必须因素:

钱。

3亿美元?不存在的

在麒麟980发布之前,关于研发成本的各种传言早已满天飞。其中最多的议论,是说麒麟980前期的开发、验证和测试费用高达3亿美元。针对这个问题,量子位向华为求证。

对方否认了外界的说法:

我不知道3亿那个数是哪来的,数亿美元应该有吧,但是具体的数目我们也不好界定。

因为这是一个很长的过程,一是从研发的哪个阶段开始算比较好很难说,二是其中有一部分工作会有交叉重合,那怎么算呢?

总体来说,这是一个复杂的问题。再加上它是滚动开发的,所以在开发这款产品的时候,也在开发下一代产品,所以有些投入不是那么的清晰。外界传闻的3亿美元不知道哪里来的。

“非卖品”

对于外界关注的投入产出比,华为认为这并不是内部看重的点。从研发芯片至今,除极少数芯片外,大部分芯片并不会对外授权,是不折不扣的“非卖品”。

华为表示,公司并没有将芯片定位为一块独立的业务,这个指标并不在考虑的范围,更无所谓营收。

“我们不会基于芯片对外创造收入,华为自己做芯片仅仅定位来承载我们的硬件架构,来实现我们的产品的差异化、竞争力以及低成本。到现在为止我们没有任何想法和计划把麒麟芯片对外销售。”华为轮值董事长徐直军在今年的分析师大会上表示。

可以看出,华为的打法和独立的芯片公司并不相同。

独立芯片厂商会提前半年一年发布新品,告诉大家芯片的能力,让客户把芯片平台上的能力真正变成产品。相比之下,华为具备垂直整合、自顶向下的产品定义的能力,偏向将最优的特性快速的在产品上实现,并且消费者能够用到。

“所以华为没有像有些厂商那样提前那么久发布新的芯片平台。产品基本在芯片发布后就出来了,大家也能体验到了,这就是策略的不一样。”华为表示。

不为盈利那为何?

“华为更多的是看重产品的竞争力,这更无形一些。从当前华为CBG发展的情况来看,从产品竞争力和品牌影响力上来看,芯片的投入非常有价值。”

华为在麒麟980上的投入,即将在一个半月后迎来“结果”。首款搭载华为麒麟980的手机——华为Mate 20系列,将于10月16日在伦敦发布。届时,华为麒麟980的“恐怖性能”,将会直接作用于用户体验层面,给消费者带来直观的价值感知。

本文分享自微信公众号 - 量子位(QbitAI)

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原始发表时间:2018-09-01

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