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華為宣布推出「最強晶片」麒麟 980,比蘋果還早發布第一個 7nm 晶片

 

【我們為什麼挑選這篇文章】麒麟 980 被中國媒體封為「目前」最強行動晶片,因為時間差的關係,搶在蘋果發布前兩個禮拜問世,但華為的勁敵很快也要推出新品:

蘋果,將發佈的 A12 ,若搭配上將推出的「平價 iPhone」,恐威脅到華為全球市占第二高、中國市佔第一的手機王位置;另擁有全球最大半導體廠的三星也將推出 Exynos 9820 搭配最新的 ARM DynamIQ 技術,來勢洶洶;還有高通明年也將推出搭載 NPU 的手機 AI 的驍龍 855,技壓群雄。

華為消費業務執行長余承東年初曾發下豪語「超韓趕美」:2~3 年內取代三星成為第一大手機品牌,並在今年底前擊敗蘋果。野心不小,實力兼備,令人期待之後 Mate 20 評測結果,是否能讓中國晶片有望跟其他國際大廠等平起平坐。(責任編輯:鄧天心)

台灣時間 8 月 31 日,華為麒麟 980 晶片發布。

作為全球首款量產的 7nm 手機晶片、首款基於最新 Cortex-A76 而開發的商用晶片、首款搭載 Mali-G76 GPU 架構的移動端晶片、雙 NPU 加持……有人形容 980 「性能強悍到可怕」。

TO 編按:目前蘋果 iPhone X 搭載的 A12 處理器只有 1 個 NPU。

而且在性能提升的同時,980 在效能表現上也實力不俗。

據台積電的官方數據統計,相比主流 10nm 手機晶片,980 效能(Power Efficiency)提升了 40%,也有人形容 980 是「效能小怪獸」。

TO 編按:〈離蘋果、高通不遠的六一晶片〉

由上圖台積電的測試數據指出,麒麟 980 號稱擁有「六項世界第一」。

世界上第一款由 7nm 工藝製作的處理器,並且率先使用了 Cortex-A76 處理核心、雙NPU(神經處理單元)、Mali-G76 GPU、1.4Gbps Cat.21 數據機、以及 dui 2133MHz LPDDR4X- 2133 高頻內存的支持。

這樣一款晶片,是怎麼煉成的?

7nm 躍升的 CPU

麒麟 980 是全球首款量產的 7nm 手機晶片。

7nm 工藝和 10nm 相比,有什麼提升?

根據台積電發布的數據,7nm 能進一步提升約 20% 的性能(Performance),提升約 40% 的效能,邏輯電路的密度提升 60%。一顆 980 內部,集成了 69 億個電晶體。

我們來做個對比。

2014 年,華為發布的 920 晶片採用了 28nm 製程,當時集成了約 20 億個電晶體;2015 年,華為推出採用 16nm 工藝的 FinFET 製造的 950 晶片,當時有約 30 億個晶體管;2017 年,華為發布 10nm 工藝的 970 晶片,集成 55 億個電晶體。

除了不斷採用最新工藝,這次的 980 還是華為首次基於 Cortex-A76 開發而成的 CPU,性能提升 75%,同時效能提升 58%

(麒麟 980 是華為首次基於 Cortex-A76 開發而成的 CPU,性能提升 75%,同時效能提升 58%。)

2 大+2 中+4 小,CPU 智慧調度

Kirin CPU 子系統推出了 Flex-Scheduling 智慧調度機制,創造性地設計了 2 超大核(基於 Cortex-A76 開發)、2 大核(基於 Cortex-A76 開發)、4 小核(Cortex-A55)的三檔效能架構

提供了更為精準的調度層次,讓 CPU 在重載、中載、輕載場景下靈活適配,讓用戶獲得更高性能體驗的同時獲取更長的續航體驗。

(基於 Cortex-A76 開發的 2 超大核、2 大核,還有基於 Cortex-A55 開發 4 小核的 Flex-Scheduling 智慧調度機制 )

超大核是用來處理急速的性能,而大核用於持續的性能,小核就是用於日常的使用。

在華為 Flex-Scheduling 智慧調度機制的幫助下,可以根據用戶的使用情況,智慧調度使用不同的核心。

比如聽音樂調用一個小核,打遊戲調用大核。

更快更省的 GPU

當然,打遊戲更需要 GPU 的支持。

這次 980 上的 GPU 性能提升了46%,但是效能不但沒有降低,而且提升了 178%,也就是說效能是以前的兩倍多。

對於遊戲玩家來說,是個好消息。

華為以大型重載遊戲 NBA2K18 舉了個例子。

「麒麟 980 基本上能夠達到 59.3幀/秒,接近 60 幀,而且加上 GPU Turbo 後可以保持基本穩定持續在 60 幀。

而競爭對手,如果我們給他測 5 分鐘、10 分鐘,大概是 40 多幀,如果給它測半個小時,掉到 30 多幀」。

此外,980 每幀的功耗是 43.7 毫瓦,而主要競品的功耗為 60 多毫瓦。

980 裡還集成了新的雙 ISP(圖像處理單元)4.0,與上一代相比,像素吞吐率提升 46%、效能提升 23%。

在 Pipeline 技術的加持下,時延降低了 33%,這是啥意思?

直白的說,對焦更快、拍照響應時間更短

(像素吞吐率提升 46%、效能提升 23%,時延降低了 33%,對焦更快、拍照時間更短。)

華為台積電聯手出擊 7 奈米製程

沒有一蹴而就的成果,我們目前看到的麒麟 980 成品,其實是華為 36 個月前布下的局。

(麒麟 980 耗時三年,投入 1000 多名半導體設計工程師和工藝專家,進行了 5000 多次的工程驗證)

2015 年,華為開始投身 7nm 晶片的研究,當主流智慧手機尚處於 20 或 28nm 工藝製程之時,華為動身研發 7nm 技術了,同年還開始了 IP 儲備。

一年多以後,華為團隊著手 SoC 工程化的驗證工作,到今年,麒麟 980 終於量產。

深耕 7nm 的這兩年,華為總共投入了 1000 多名半導體設計工程師和工藝專家,進行了 5000 多次的工程驗證

華為表示,作為一個晶片,除了設計,工藝,還有軟體、硬體協同之外,大量的工程化的難題還需要大量的驗證,相比於其他行業,晶片的投資耗時更長,且人才需求量大。

除了高額的時間和人力投入,麒麟 980 能問世還有一個必須因素:

錢。

研發成本 3 億美元(約新台幣 60 億)?

在麒麟 980 發布之前,關於研發成本的各種傳言早已滿天飛。

其中最多的議論,是說麒麟 980 前期的開發、驗證和測試費用高達 3 億美元。

針對這個問題,量子位向華為求證。

對方否認了外界的說法:

「我不知道 3 億美元那個數是哪來的,數億美元應該有吧,但是具體的數目我們也不好界定。

因為這是一個很長的過程,一是從研發的哪個階段開始算比較好很難說,二是其中有一部分工作會有交叉重合,那怎麼算呢?

總體來說,這是一個複雜的問題。

再加上它是滾動開發(Rolling Release)的,所以在開發這款產品的時候,也在開發下一代產品,所以有些投入不是那麼的清晰。

外界傳聞的 3 億美元不知道哪裡來的。」

非賣品

對於外界關注的投入產出比,華為認為這並不是內部看重的點。

從研發晶片至今,除極少數晶片外,大部分晶片並不會對外授權,是不折不扣的「非賣品」。

華為表示,公司並沒有將晶片定位為一塊獨立的業務,這個指標並不在考慮的範圍,更無所謂營收。

「我們不會基於晶片對外創造收入,華為自己做晶片僅僅定位來承載我們的硬體架構,來實現我們的產品的差異化、競爭力以及低成本。

到現在為止我們沒有任何想法和計劃把麒麟晶片對外銷售。」

華為輪值董事長徐直軍在今年的分析師大會上表示。

可以看出,華為的打法和獨立的晶片公司並不相同。

獨立晶片廠商會提前半年一年發布新品,告訴大家晶片的能力,讓客戶把晶片平台上的能力真正變成產品。

相比之下,華為具備垂直整合、自頂向下的產品定義的能力,偏向將最優的特性快速的在產品上實現,並且消費者能夠用到。

「所以華為沒有像有些廠商那樣提前那麼久發布新的晶片平台。產品基本在晶片發布後就出來了,大家也能體驗到了,這就是策略的不一樣。」華為表示。

不為盈利那為何?

華為更多的是看重產品的競爭力,這更無形一些。

從當前華為 CBG (消費者事業部門,Consumer Banking group)發展的情況來看,從產品競爭力和品牌影響力上來看,晶片的投入非常有價值。

華為在麒麟 980 上的投入,即將在一個半月後迎來「結果」。

首款搭載華為麒麟 980 的手機——華為 Mate 20 系列,將於 10 月 16 日在倫敦發布。

屆時,華為麒麟 980 的「恐怖性能」,將會直接作用於用戶體驗層面,給消費者帶來直觀的價值感知。

TO 編按:〈幕後功臣——海思〉

華為旗下「海思半導體(HiSilicon Technologies Co.)」專為華為設計高端晶片。

根據《自由時報》整理報導,「海思半導體」靠著華為的市佔,默默躍升全球第 7 大 IC 設計廠;超越美國晶片設計廠賽靈思(Xilinx)、Marvell。

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(本文經公眾號 量子位 授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為 〈三年研發、數億美元投入、7nm手機芯片,揭秘非賣品麒麟980〉。圖片來源:YouTube。)

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