官方解讀:首次採用7nm工藝的麒麟980究竟有多強大?

官方解讀:首次採用7nm工藝的麒麟980究竟有多強大?

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德國IFA展上華為面向全球推出新一代人工智手機晶元——麒麟980。具備了更優秀的性能、能效、智慧和通信能力的晶元,只為帶來更強大、更豐富、更智慧的使用體驗。

  • 製程工藝,這是目前全球首款採用7nm製程工藝的手機晶元,成功在指甲蓋大小的尺寸上塞進69億個晶體管,帶來了性能和能效的全面提升。
  • 構架方面,麒麟980在CPU和GPU上採用了最新的Cortex-A76-Based和Mali-G76的組合。
  • AI方面,首次搭載雙NPU,AI算力大幅提升,保持端側AI能力的持續領先。

說到底,這樣么多豪華配置加持的麒麟980到底會有怎麼樣的性能表現呢?接下來我們將會從這三個方面為你詳細分析究竟麒麟980有多厲害。

7nm:目前業界最先進的製程工藝,為什麼是華為首發?

一「瘦」遮百丑,7nm帶來的收益是顯而易見的。對於手機晶元來說,更小的製程就意味著可以在更小的晶元中塞入更多的晶體管,從而直接影響到性能和功耗表現。在當前業界普遍採用10nm工藝,而麒麟980採用7nm工藝是全球首次商用。與10nm工藝相比,7nm工藝性能提升20%,能效提升40%,晶體管密度提升1.6倍,實現性能與能效的雙重提升。

看到這裡,有人會質疑:7nm工藝是第三方技術,跟華為有什麼關係?製造工藝可以給華為用,也可以給別的廠商用,為什麼是華為首發?為了首次實現商用,華為又做了哪些預研?這就要從晶元的設計與生產說起。

從設計到生產:一個手機晶元的前世今生

一個晶元的問世需要經過前端設計和後期流片生產等複雜的過程。

前端設計是整個晶元流程的「魂」,從需求確定開始,到規格、系統架構設計、方案設計,再到Coding、UT/IT/ST,提交網表做Floorplan,最終輸出GDS(Graphics Dispaly System)交給代工廠加工。一顆晶元能夠量產,除了代工廠要具備晶元加工製造的能力,設計公司也需要具備晶元在同種工藝下的設計能力。以上內容,可能很多朋友看不明白,那我來說一段人話:

就像房地產公司要開發一座房子,建築公司掌握著工匠技術,但是這座房子用磚頭蓋還是用木頭蓋,蓋成別墅還是小木屋,這些都是房地產設計公司決定的,而不是建築公司決定的。房地產公司首先要給出設計圖紙,建築公司按照圖紙施工,最終才能蓋出一套好的房子。如果你非要說蓋房子是建築公司的技術,那設計院的專家們可要跟你急了。

7nm到底有多難?

7nm相當於70個原子直徑,人指甲的厚度約為 0.1 毫米,若把一片指甲按厚度方向切成 10 萬片,每一片的厚度就是1nm。這已經逼近了硅基半導體工藝的物理極限,同時還需要克服複雜的半導體技術效應及晶體管本身的三維電阻電容帶來的影響,其挑戰之大超乎想像。

回到建房子的例子,7nm工藝的晶元就像建造一座迪拜塔,設計和製造缺一不可,必須緊密配合,才能順利開發完成一顆晶元。CPU、GPU、NPU、Modem、ISP、DSP,還有通訊模塊中的LTE、WiFi、藍牙以及安全加密等模塊……這麼龐大的結構必須一層一層分解開來設計,同時又要保證它們之間的互聯工作,方能完成一顆晶元的製作。就好比建造一座迪拜塔,要將數以千計的豪華公寓、專賣店、貴賓會所,通過巧妙的規劃設計,分布坐落在一座塔中,既要布局合理又要高效節能,最終才誕生了這樣一座讓全世界遊客心嚮往之的遊覽勝地。

晶元的生產過程

為此,華為晶元團隊的數千名高級工程師與專家,進行了長達36個月的研發和布局,並投入大量財力物力進行基礎研究,從晶元到整機層面進行全方位驗證,最終帶來7nm製程的首次商用。

全新的CPU和GPU架構,麒麟980能否帶來遊戲全滿幀時代?

麒麟980不僅僅在製程工藝上領先,在架構上也同樣革新。今年六月,華為推出的GPU Turbo,被很多人稱為「嚇人的技術」,為華為手機的GPU能力帶來了長足的進步。可以想像,如果麒麟980搭載GPU Turbo,將會有更恐怖的性能和能耗表現。

GPU:AI調度,更強性能,超低能耗

麒麟980在業內首商用Mali-G76 GPU,與上一代相比性能提升46%,能效提升178%。創新性引入AI調頻調度技術,能夠實時學習幀率、流暢度和觸屏輸入變化,預測手機任務負載,動態智能感知手機使用過程中存在的性能瓶頸,及時進行調頻調度。尤其在遊戲場景下,使用AI調頻調度技術預測遊戲每幀負載,預測準確性可以提升30%以上,為手游用戶帶來操作流暢、不卡頓的優異遊戲體驗。

以滿幀為60FPS的重載大型3D手游NBA2K18為例,麒麟980平均幀率接近60FPS,遊戲整體體驗遠超業界同期水平,帶來滿幀暢爽遊戲體驗。

麒麟980遊戲性能表現 https://www.zhihu.com/video/1018872661832744960

CPU:8核2+2+4架構

CPU方面,麒麟980在全球首次實現基於Cortex-A76-Based的開發商用,與上一代相比單核性能提升75%,能效提升58%。

麒麟CPU子系統推出了智能調度機制,創造性地設計了2超大核、2大核、4小核的全新能效架構。相對於傳統的大小核兩檔位設計,大中小核能效架構提供了更為精確的調度層次,讓CPU在重載、中載、輕載場景下能夠分別運轉,靈活適配,大大降低了CPU在實際綜合業務場景下的功耗,帶來更長的續航體驗。

全新升級自研ISP ,讓拍照更出色

作為手機日常使用的核心功能,拍照能力的提升一直是麒麟晶元關注的重點。為了追求更美、更清晰的成像世界,麒麟980採用全新升級第四代自研ISP,像素吞吐率比上一代提升46%,能夠分區域調節圖像色彩與灰階,支持更多攝像頭,適配多攝像頭帶來全新拍照體驗。推出全新HDR色彩還原,能夠分區域調節圖像色彩,實現照片色彩與細節的平衡。

雙NPU加持,智慧AI進階:從圖像識別到物體檢測

除了CPU的性能提升和2+2+4核構架的創新,相對於首款搭載NPU的人工智慧手機晶元麒麟970,麒麟980實現了從圖像識別到物體檢測的跨越。

麒麟980在雙NPU的加持下,能做到人臉識別、物體識別、物體檢測、圖像分割、智能翻譯等AI場景,採用更高精度的深度網路,具備更佳的實時性,從而帶來更加智慧的生活體驗。

AI識圖速度大幅提升 https://www.zhihu.com/video/1018863863596367872

麒麟980實現每分鐘圖像識別4500張,識別速度相比上一代提升120%,遠高於業界同期水平;多人姿態估計實時幀率高達30 FPS,無論是表演節奏感極強的舞蹈,還是在鏡頭前快速跑步,麒麟980都能夠實時繪製出人體的關節和線條;強大的物體檢測能力可以準確識別多種物體,並可以做到拍照預覽的實時物體跟蹤。

姿態識別實時繪製人體線條 https://www.zhihu.com/video/1018865063368798208

麒麟980強大的移動端AI算力將賦予AI應用更多新奇、酷炫的玩法。例如手機可以通過攝像頭檢測人體的姿勢和輪廓,實時更換視頻的背景,甚至輔助拍攝者從更好的角度構圖和取景。

實時識別人體並更換視頻背景 https://www.zhihu.com/video/1018865147166666752

現代意義上的手機晶元,已經成為集成了CPU、GPU、NPU、通信基帶、ISP、DSP等等一系列模塊的SoC綜合體。晶元的核心能力決定著手機性能、功耗、拍照、通信、產熱甚至音質等等的方方面面。麒麟980通信基帶全球率先支持LTE Cat.21,峰值下載速率達到業界最高的1.4Gbps,在高鐵、電梯等複雜的通信場景下實現穩定、極速的通信聯接。

除了以上這些領先的技術,麒麟980還有更多黑科技還等你去探秘!而作為首個搭載麒麟980晶元的智慧手機,HUAWEI Mate 20系列即將於10月發布,它又會給我們帶來哪些卓越的性能體驗呢?讓我們一起拭目以待。


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