數分鐘之前,華為消業(yè)務CEO余承東,再次在柏林舉行的國際電子消費品展覽會(IFA)上,發(fā)布了華為新一代旗艦手機SoC平臺—;—;“麒麟990”。
作為華為整個手機業(yè)務,乃至消費者業(yè)務年度最重要的更新之一,旗艦SoC芯片一向是重中之重。不同于其它手機廠商,華為自家SoC芯片的表現將會直接決定自家智能手機的表現,也將間接決定未來整體業(yè)務層面的表現。尤其是近幾年華為的消費者業(yè)務線的營收占比已經超過了運營商業(yè)務,確保自家手機SoC芯片,最終就是確保華為自身的未來。
如此重要的產品,自然值得細細分析一番。
麒麟990:集華為AI、5G能力于一身
一開始,我們還是有必要先來看看麒麟990的具體配置,廢話不多數,各種參數已經直接列在了上面。但其中的重點我們還是要說一下。
先是最基礎的CPU和GPU。麒麟990在CPU上采用了和麒麟980一樣的基礎架構,即ARM Cortex A76核心、A55核心的“2+2+4”組合。但在基礎的頻率上,較麒麟980有一定提升。以5G版本為例:
“大核”A76:主頻從麒麟980的2.6GHz提升到2.86GHz,提升幅度10%;
“中核”A76;主頻從麒麟980的1.92GHz提升到2.36GHz,提升幅度23%;
“小核”A55:主頻從麒麟980的1.80GHz提升到1.95GHz,提升幅度8%。
GPU方面依舊是采用了ARM官方的Mali-G76,但是核心數從麒麟980的10核上漲到了16核,實際圖形性能也獲得了提升,但華為沒有公布具體數字,只是表示會比高通驍龍的855 SoC更強大。
麒麟 990 4G 版本與 5G 版本的區(qū)別,不只是差一個 5G 的 Modem 而已,4G 版本 的 A76 小核頻率從 2.36 GHz 降到了 2.09 GHz,A55 小核則是降到了 1.86 GHz,NPU 從雙核變成了單核,制程方面,則是從臺積電最新的 7nm+ EUV 工藝“降級”為普通 7nm,臺積電曾透露,EUV 工藝能帶來 15% 左右的能效比提升。
非 5G 版本的 990 顯然就是一個次旗艦產品了,在 5G 產品價格還較為昂貴、用戶接受度也存疑的情況下,承擔起中高端產品主要的出貨量任務。
顯然,CPU、GPU有變化,但不“大”,Arm最新的A77 CPU核心和G77 GPU核心均有所缺席。個中原因我們下文再來展開分析。SoC剩下的部分,變化幅度就要大一些了,它們的重要性也要更勝一籌,基本可以概括為兩個主要方向:5G、AI。
先說5G,麒麟990是華為首款內置了5G modem的手機SoC芯片。根據華為目前公布的數據來看,上行下行速度分別都能夠達到2300Mbps、1250Mbps。值得一提的是,三星昨天“搶”發(fā)的Exynos 980 SoC芯片,首先“實現”了內嵌5G modem,官方的上下行網絡速度也“剛好”超越了麒麟990,達到了2550Mbps和1280Mbps。
對此,華為芯片和硬件的產品和技術規(guī)劃負責人,華為Fellow艾偉在此次芯片發(fā)布會的事前溝通會上表示:“三星給出的上下行速度是不符合5G標準下的理論計算最大值的,怎么算出來的可能只有他們知道。大家之間的網絡傳輸效果還是得拿到手看實際表現?!?/p>
接下來就是本次華為新SoC平臺中提升幅度最大的部分—;—;AI。麒麟990直接用上了新一代的、華為自己的AI芯片架構“達芬奇”,整體性能較上一代的麒麟980大幅上漲。
在目前比較權威的蘇黎世聯(lián)邦理工學院的AI跑分排行榜中,麒麟990直接拿到了56403分。此前在這個排行榜中占據第一位置的是華為的麒麟810芯片,后者同樣是基于華為達芬奇架構,但AI跑分也不過35000左右。相比之下高通的驍龍855 Plus目前最好的成績也只有33000分左右。
據華為介紹,這一代的NPU架構還迎來了一系列的更新,包括“大核(Bigcore)”和“微核心(Tiny Core)”的引入,這些為微核心能夠在尋常需求不高的AI應用場景中取得更好的功耗表現。值得注意的是,雖然目前麒麟990 5G SoC整體的AI性能特別強大,但是NPU中實際上只有兩個“大核”,在4G版本的990中,大核只有一個。
除了這些不同模塊的具體變化之外,麒麟990 SoC的整體芯片制程也得到了提升,用上了臺積電(TSMC)最新的7nm+ EUV制程。根據今年5月的臺積電官方給出的數字,這一代制程相比之前的7納米制程有多方面的提升:單位面積晶體管密度增加20%、芯片頻率潛力提升10%、同時能效比提升15%。
這也是為什么麒麟990最終能夠駕馭103億晶體管,而上一代的麒麟980只有69億晶體管。
這一整體基本面的大提升給出的結果也十分優(yōu)秀,華為在現場用《荒野求生》的實際應用做了一個演示,當和高通驍龍855平臺對比的時候,兩者的游戲幀率都維持在60幀滿幀左右。但是麒麟990平臺的功耗維持在3.2-3.5W左右,而驍龍855則維持在3.8-4.2W左右。
華為強大的5G落地能力
在本次的發(fā)布中,余承東特別提到了華為一系列對于5G應用場景下的“優(yōu)化”操作,對于仍處于過渡期的5G網絡和用戶而言,這些針對性的解決方案的區(qū)別很可能就是0和1的關系。
例如在5G網絡弱信號的情況下,麒麟990的modem可以同時利用5G和4G網絡來完成上傳動作,從而保證網絡使用的平順,以及手機在5G模式下的功耗。
在輕載應用下,麒麟990甚至能夠自我縮小使用的帶寬,以降低整個modem的數據接收計算量,以降低功耗。根據華為官方的數據,這一個操作就能夠降低15%的SoC整體功耗。
根據華為在現場展現的數據,麒麟990 5G SoC的功耗表現都比高通驍龍和三星獵戶座的外掛架構要優(yōu)秀一些。
最后一個是高速場景下的5G網絡使用,因為多普勒效應,在高速運動的時候通信的頻率其實會發(fā)生偏移,這對于本身頻譜就偏高的5G來說影響最大。而華為本次就在自己的modem當中專門針對這個問題進行了優(yōu)化。這不僅能保證華為手機在很多高速運動,例如公路、鐵路交通場景下未來的通信能力,同時也將會成為華為未來車聯(lián)網的一塊基石。
同樣是在昨天的事前溝通會中,艾偉也做了一小段簡短分享,比較能說明設商在建設5G中的處境:“5G這是一門笨功夫,你的到現實世界里面去遇到各種問題,去遇到那些難以解決的問題,然后去解決。沒有任何一家公司能夠輕易繞過?!?/p>
再度進化的拍攝能力
從前兩年開始,拍照已經成為整個智能手機領域競爭最激烈、也是最體現手機廠商自身技術實力的領域。
麒麟 990 的 ISP 版本升級到了 5.0,主打的特性是“降噪”,其首次在手機芯片上實現 BM3D(Block-Matching and 3D filtering)算法,這是目前降噪算法中的一個標桿,它本身就是兩種將降噪方法的整合,讓最終的降噪處理既能夠實現降噪,但同時又不損失太多畫面原有細節(jié),更強的降噪算法,自然對應了更好的弱光城鄉(xiāng)表現,而這也是華為過去一直主打的特性。
想要實現如此出色的效果,需要的不是一次計算那么簡單,而是好幾輪的重復計算。值得一提的是,其中涉及的大量矩陣運算,恰恰是 AI 處理器所最擅長的。
除了圖像以外,麒麟 990 的降噪能力也應用到了視頻當中,此外,華為在發(fā)布會當中還展示了一個“實時視頻多實例分割能力”,通過更強的算力,麒麟 990 的 ISP 可以更高效地識別視頻中的人物與背景,從而選擇更換視頻背景、移動或是刪除視頻中的多個人物。
從演示視頻中來看,人物與背景的識別還是很準確的,當然這還需要上手體驗,此前華為演示過的幾例 AI 圖像應用中,一些至今仍是“畫餅”的狀態(tài)。
ISP 的更新往往指導了產品功能的定義,從發(fā)布會介紹的特性來看,華為在靜態(tài)圖像上主打的仍是降噪和弱光成像,視頻則是 AI 在圖像識別的應用,而沒有主推高像素、防抖等。不出意外,兩周后的 Mate 30 發(fā)布會上,會有更具體的應用展示。
一些思考和閑談
首先要聊的還是上文沒有展開的CPU和GPU“沒變”的話題。
先說CPU,Arm今年5月底,其實已經公布了其新一代的A77 CPU和G77 GPU,之所以這一次麒麟990都沒有用上,倒不是華為不希望進步,而是客觀現實上升級“動力”不大。
先說A77 CPU,相比上一代安卓旗艦芯片所使用的A76大核,A77的單核性能其實還是上漲了的,提升幅度大約能有20%。但在能效比方面,A77和A76基本處于同一水平。
假如希望進一步提升SoC平臺CPU計算能力,把A76全部換成A77肯定是一個辦法,像三星新公布的“2顆A77+6顆A55”的做法,在增加大核計算力的同時也減少了大核的數量,即便計算力有增加,增加幅度也不可能太大。
然后是GPU,G77的確是要比G76先進一些。至少在能效表現上的確要超越。但我們不能忘記,華為自己是有GPU Turbo技術的存在。這種GPU性能提升手段在使用新的G77架構之后還能否有效,目前來看是一個疑問。
在發(fā)布會之后的現場回答中,艾偉也專門回答了這個方面的疑問:“雖然Arm今年發(fā)布了全新的兩個‘77’架構,但是從華為的時間節(jié)點上來看,肯定是來不及應用的了。而且對于華為來說,我們還是更加關心SoC芯片在功耗上的表現,這是一個要綜合權衡的事情?!?/p>
除了本身兩代架構的對比之外,我們還應該從全局來重新審視一下當下的SoC發(fā)展現狀。
手機發(fā)展到現在,其實物理尺寸形態(tài)并沒有發(fā)生太大的變化,這種限制其實會最終作用于SoC之上,具體表現為芯片大小的限制。而這種限制結合半導體工藝制程之后,實際上就變成了對于手機SoC平臺晶體管數量的理論限制。
換言之,在全新的SoC平臺中,你最終獲得的其實是全新增加的晶體管數量配額。但這些晶體管應該分配到SoC中的哪些計算模塊中,又如何通過計算模塊、軟硬件基礎實現具體的功能,這其實才是SoC發(fā)展中最核心、最基礎的問題。
再說的簡單點,你得選對方向,選對最終用戶買賬的方向。從結果來看,華為主要確保的還是兩個方向:“AI”、“拍攝”。
選擇這兩個方向的原因也很簡明:手機SoC現在是整個移動互聯(lián)阿的核心終端,已經是華為整個AI生態(tài)的有機組成,更是華為接下來整個鴻蒙生態(tài)的核心。要完成這一系列任務,手機端必須具有更多的AI能力,至少現在還沒有看到天花板的存在。
第二個方向則是更成熟的賽道,華為用自己的前兩代SoC平臺已經證明了手機能夠完成“超乎想象”的夜拍能力、“超乎想象”的超大倍數變焦能力,但就拍攝這件事情來說,手機的發(fā)揮空間仍然巨大,這是消費者本身所能最清楚體驗到的。
關于標題提出的問題,現在還沒人能給出確定的回答。但結果顯然不會讓我們等太久,因為 Mate 30 要來了。