华为宣布推出「最强晶片」比苹果还早发布第一个 7nm 晶片

华为宣布推出「最强晶片」比苹果还早发布第一个 7nm 晶片

麒麟 980 被中国媒体封为「目前」最强行动晶片,因为时间差的关系,抢在苹果发布前两个礼拜问世,但华为的劲敌很快也要推出新品:

苹果,将发佈的 A12 ,若搭配上将推出的「平价 iPhone」,恐威胁到华为全球市占第二高、中国市佔第一的手机王位置;另拥有全球最大半导体厂的三星也将推出 Exynos 9820 搭配最新的 ARM DynamIQ 技术,来势汹汹;还有高通明年也将推出搭载 NPU 的手机 AI 的骁龙 855,技压群雄。

华为消费业务执行长余承东年初曾发下豪语「超韩赶美」:2~3 年内取代三星成为第一大手机品牌,并在今年底前击败苹果。野心不小,实力兼备,令人期待之后 Mate 20 评测结果,是否能让中国晶片有望跟其他国际大厂等平起平坐。

作为全球 首款量产的 7nm 手机晶片、首款基于最新 Cortex-A76 而开发的商用晶片、首款搭载 Mali-G76 GPU 架构的移动端晶片、双 NPU 加持 ……有人形容 980「性能强悍到可怕」。

目前苹果 iPhone X 搭载的 A12 处理器只有 1 个 NPU。

而且在性能提升的同时,980 在效能表现上也实力不俗。

据台积电的官方数据统计,相比主流 10nm 手机晶片,980 效能(Power Efficiency)提升了 40%,也有人形容 980 是「效能小怪兽」。

〈离苹果、高通不远的六一晶片〉

由上图台积电的测试数据指出,麒麟 980 号称拥有「六项世界第一」。

世界上第一款由 7nm 工艺制作的处理器,并且率先使用了 Cortex-A76 处理核心、双 NPU(神经处理单元)、Mali-G76 GPU、1.4Gbps Cat.21 数据机、以及 dui 2133MHz LPDDR4X- 2133 高频内存的支持。

这样一款晶片,是怎么炼成的?

7nm 跃升的 CPU

麒麟 980 是全球首款量产的 7nm 手机晶片。

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(Performance),提升约 40% 的效能,逻辑电路的密度提升 60%。一颗 980 内部,集成了 69 亿个电晶体。

我们来做个对比。

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

除了不断採用最新工艺,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%。

(麒麟 980 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%。)

2 大+2 中+4 小,CPU 智慧调度

Kirin CPU 子系统推出了 Flex-Scheduling 智慧调度机制,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)的三档效能架构 。

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。

(基于 Cortex-A76 开发的 2 超大核、2 大核,还有基于 Cortex-A55 开发 4 小核的 Flex-Scheduling 智慧调度机制)

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 智慧调度机制的帮助下,可以根据用户的使用情况,智慧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 效能不但没有降低,而且提升了 178%,也就是说效能是以前的两倍多。

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(图像处理单元)4.0,与上一代相比,像素吞吐率提升 46%、效能提升 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。

(像素吞吐率提升 46%、效能提升 23%,时延降低了 33%,对焦更快、拍照时间更短。)

华为台积电联手出击 7 奈米制程

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。

(麒麟 980 耗时三年,投入 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)

2015 年,华为开始投身 7nm 晶片的研究,当主流智慧手机尚处于 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,作为一个晶片,除了设计,工艺,还有软体、硬体协同之外,大量的工程化的难题还需要大量的验证,相比于其他行业,晶片的投资耗时更长,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。

研发成本 3 亿美元?

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 亿美元那个数是哪来的,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(Rolling Release)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。

从研发晶片至今,除极少数晶片外,大部分晶片并不会对外授权,是不折不扣的「非卖品」。

华为表示,公司并没有将晶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。

「我们不会基于晶片对外创造收入,华为自己做晶片仅仅定位来承载我们的硬体架构,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晶片对外销售 。」

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晶片公司并不相同。

独立晶片厂商会提前半年一年发布新品,告诉大家晶片的能力,让客户把晶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晶片平台。产品基本在晶片发布后就出来了,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(消费者事业部门,Consumer Banking group)发展的情况来看,从产品竞争力和品牌影响力上来看,晶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。


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