集成 5G modem、支持獨立和非獨立組網(wǎng)、算力提升同時功耗降低......
在 2019 德國柏林國際電子消費展（IFA）上，華為消費者業(yè)務(wù) CEO 余承東向全球推出了全新旗艦麒麟990 系列手機(jī) SoC 平臺，包括麒麟990 和麒麟990 5G。余承東稱：“這是世界上性能最強(qiáng)的 5G SoC，也是業(yè)界首個、當(dāng)今唯一一個旗艦級別的 5G 手機(jī) SoC?！?/p>
但 IFA 從來不缺乏競爭者，就在華為發(fā)布會結(jié)束后幾個小時，高通也宣布將推出集成 5G 功能的驍龍 7 系 5G 移動平臺，該平臺已于 2019 年第二季度向客戶出樣。兩天前，三星還搶先發(fā)布了一款內(nèi)置 5G modem 的 Exynos 980 SoC 芯片，具體商用時間未定。
要說是誰將吹響 5G 時代新一階段的競爭號角，那非麒麟990 莫屬了——余承東宣布，9 月 19 日，搭載麒麟990 系列芯片的 Mate30 系列手機(jī)將在德國發(fā)布。
在那之前，我們先看看麒麟990 到底強(qiáng)在哪里。
內(nèi)置 5G 基帶，晶體管 103 億個
目前市面上已有的 5G 解決方案，都是通過外掛 5G 基帶來實現(xiàn) 5G 網(wǎng)絡(luò)。麒麟990 5G 是全球首個將 5G 基帶集成到手機(jī) SoC 中，并采用了目前業(yè)界最先進(jìn) 7nm + EUV 工藝制程的 5G SoC。
盡管上一代麒麟980、蘋果 A12 等芯片也采用了 7nm 工藝，但并未采用 EUV 光刻機(jī)，麒麟990 5G 則是搶到了 7nm EUV 工藝的先發(fā)位置。相比現(xiàn)在主流的 DUV 光刻機(jī)技術(shù)，EUV 能給硅片刻下更小的溝道，芯片上得以集成更多的晶體管。
因此原本兩個芯片現(xiàn)在集成到了一起，晶體管的數(shù)量一下暴增至 103 億個，麒麟990 5G 芯片的尺寸卻與上一代指甲蓋大小的麒麟980 無異。作為對比，上一代 980 的晶體管數(shù)量僅為 69 億個，蘋果最新的 A12X 集成了 100 億個，卻并未應(yīng)用到手機(jī)設(shè)備上。麒麟990 5G 的晶體管數(shù)量與復(fù)雜程度均達(dá)到了目前業(yè)界之最。
為什么要做內(nèi)置 5G 基帶？好比兩個人在同一辦公室工作，總比在分開辦公室的效率高，手機(jī)芯片同理。從能耗上來說，內(nèi)置基帶可以提升芯片效率，降低功耗的發(fā)熱，同時提升手機(jī)內(nèi)部空間的使用率。
華為表示，在 Sub-6GHz 頻段下，麒麟990 5G 的下行峰值速率達(dá)到了 2.3Gbps，上行峰值速度達(dá)到了 1.25Gbps。這對于芯片的效率有著很高的要求，如果單純地增加晶體管數(shù)量而不是提升工藝，是無法很好解決問題的。
雖然三星在發(fā)布 Exynos 980 SoC 芯片時稱，在 Sub-6GHz 頻段下，最高下行速率可達(dá) 2.55Gbps，最高上行速率達(dá) 1.28Gbps。速率看起來高于麒麟990，艾偉對此表示：“三星給出的上下行速率是不符合 5G 標(biāo)準(zhǔn)下的理論計算最大值的，他們怎么算出來的只有自己知道?！?/p>
業(yè)內(nèi)首款 16 核 Mali-G76 GPU
回到手機(jī) SoC 的核心，CPU 和 GPU。麒麟990 的 CPU 和 GPU 依舊采用了 Cortex A76 和 Mali-G76。
CPU 是“2+2+4”共 8 核的三檔能效架構(gòu)，其中麒麟990 5G的具體組合為兩個大核（Cortex A76 Based@2.86GHz），兩個中核（Cortex-A76 Based@2.36GHz），以及四個小核（Cortex-A55@1.95GHz），能效分別提升 12%、35% 和 15%。
與高通旗艦芯片相比，麒麟990 5G 的單核性能高 10%，多核性能高 9%。
而在 GPU 上，麒麟990 則是將其升級為 16 核，性能提升 6%，能效提升 20%。大大增加了麒麟990 的圖像處理能力。以至于余承東在發(fā)布會上直言：“友商發(fā)布了一款 PPT 芯片，他們的 GPU（Mali-G77）只有 5 核。”
同時麒麟990 為重載游戲設(shè)計了智能緩存技術(shù)，根據(jù)華為介紹，這一技術(shù)能夠有效提升 GPU、CPU 和內(nèi)存之間的通信效率，從而將帶寬需求減少 15%，內(nèi)存功耗降低 12%。在現(xiàn)場，華為專門用吃雞手游做了一個演示，麒麟990 與高通驍龍855 作對比，在兩者保持滿幀 60 幀時，前者的功耗約為 3.2W，而后者略高，為 3.8W。
至于為何沒有使用今年 ARM 公布的新一代 A77 CPU 和 G77 GPU，艾偉回答道：“其實在麒麟970 發(fā)布的時候，我們就已經(jīng)在準(zhǔn)備麒麟990 的技術(shù)了。從時間節(jié)點來看，趕不上今年 ARM 的應(yīng)用。CPU 和 GPU 的提升并不大，對于華為來說，我們更關(guān)心 SoC 芯片在功耗上的表現(xiàn)，這是一個要綜合權(quán)衡的事?！?/p>
自研達(dá)芬奇 NPU 架構(gòu)，瞄準(zhǔn) AI
AI 性能是麒麟990 的重頭戲。近兩年我們可以明顯看到，華為在 NPU 方面的發(fā)力。
自去年華為自研的達(dá)芬奇架構(gòu)落地，華為已經(jīng)將它的應(yīng)用從云端 AI 芯片轉(zhuǎn)移到了手機(jī)終端芯片麒麟810 上。前兩代麒麟980 和麒麟970 均采用了寒武紀(jì)的 IP NPU。
此次麒麟990 5G 是第一款采用達(dá)芬奇架構(gòu) NPU 的旗艦級 SoC，也第一次采用了兩個大核 NPU+一個微核 NPU 的架構(gòu)設(shè)計。麒麟990 則是一個大核 NPU+一個微核 NPU 設(shè)計。與業(yè)界其它旗艦級 SoC，麒麟990 獨特地加上了微核設(shè)計。
這樣的設(shè)計有什么好處？華為表示，在手機(jī)日常使用中，有的應(yīng)用對于 AI 算力要求并不高，而微核的功耗也低，用它來處理可以減小功耗。艾偉舉了一個例子，當(dāng)設(shè)備休眠的時候，會有低功耗的微核工作，以探測外界的變化，等到真正有大型任務(wù)的時候，再交由大核進(jìn)行處理。這種使用場景常見于語音喚醒、人臉解鎖等任務(wù)。
大核與微核的功耗相差了 24 倍，因此在使用了這種設(shè)計之后，可以讓 AI 的運算更省電，一天的耗電量還不到 5%。
AI 的另一個實際應(yīng)用被華為看得很重：實時 AI 識別能力。這個能力我們之前在搭載了麒麟980 的 Mate 20 Pro 上就能看到，獨有的 AI 攝像能實時識別人像，并對其進(jìn)行留色處理。
得益于全新的架構(gòu)模式，麒麟990 5G 相比 980 有了更高的 AI 算力，前者支持 300 多個算子，比 980 多了近 100 個。從現(xiàn)場演示的視頻來看，麒麟990 能夠針對視頻中的人、不同物體進(jìn)行識別并切割，從而給整個畫面替換背景，甚至單獨對某一對象進(jìn)行刪除、放大和縮小等處理。
數(shù)據(jù)再好也要考慮落地
說了那么多麒麟990 很多方面的提升，也要讓你看見落到實處的應(yīng)用。
華為引領(lǐng)了近兩年的手機(jī)拍照潮流，固然也不會落下手機(jī)拍照性能的提升。
麒麟990 5G 采用了自研 ISP（圖像傳感處理器）5.0 版本，并全球首發(fā)了手機(jī)端 BM3D（Block-Matching and 3D filtering）專業(yè)圖像降噪技術(shù)，同時搭載了雙域聯(lián)合視頻降噪技術(shù)。
據(jù)余承東介紹，ISP 5.0 的吞吐率提升 15%，能效提升 15%。而 BM3D 此前主要被應(yīng)用于單反相機(jī)，從未被應(yīng)用在手機(jī)上，它能有效提高手機(jī)在暗光條件下的拍攝能力，照片降噪能力提升30%，暗光場景噪點更少。
另一邊，華為數(shù)十年通信行業(yè)經(jīng)驗也讓他們對于 5G 應(yīng)用有著更實際的思考。
在 5G 商用初期，基站覆蓋范圍不夠廣，會造成信號弱、功耗大和移動場景下 5G 速率不穩(wěn)定的情況。華為針對這三個挑戰(zhàn)進(jìn)行了優(yōu)化。
例如在信號弱的場景，麒麟990 5G 推出了智能上行分流設(shè)計，在視頻直播、短視頻上傳等應(yīng)用場景同時使用 5G 和 4G 網(wǎng)絡(luò)，上傳速率可提升 5.8 倍。
還有一個值得注意的是，為什么麒麟990 有 4G 和 5G 兩個版本？艾偉專門對此進(jìn)行了回復(fù)：“在中國能夠大規(guī)模地應(yīng)用 5G，而在其它很多國家和地區(qū)，不一定能夠用上 5G 服務(wù)。”華為充分考慮了市場需求而推出產(chǎn)品。
從麒麟990 的整體升級來看，其主要發(fā)力點在于 AI 和圖像。這與 5G 的特性是相吻合的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)承載能力提升，手機(jī)端側(cè)的處理能力必須提高到相應(yīng)水平，否則無法高效工作，更無法與其它物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行協(xié)作。
華為的鴻蒙系統(tǒng)已應(yīng)用在了智慧屏上，按照計劃，明年后年將會逐步應(yīng)用于 IoT 等設(shè)備里，而今年 5G 手機(jī)終端 以及 5G CPE 已經(jīng)做好了準(zhǔn)備，但未來 5G 的更多應(yīng)用落地還無從得知?；蛟S在 9 月 19 日之后，我們會得到新的答案。
