2019年9月,麒麟990 5G SoC横空出世。作为世界第一款也是目前唯一一款商用的旗舰5G SoC芯片,麒麟990 5G独领风骚,将引领华为和荣耀手机领先友商一年半。从产业进展来看,高通在2021年发布的下一代骁龙旗舰芯片平台,才能实现5G SoC方案。今天,详细聊聊麒麟990 5G的全面领先性。
01 旗舰5G SoC:领先友商一年半
在手机一体化的SoC芯片里,负责处理各种应用的单元叫应用处理器,简称AP(Application Processor);负责通信的单元叫基带,简称BP(Baseband Processor)。反之,如果AP和BP各自独立成单独的芯片,则称之为“外挂”。
毫不夸张的说,手机SoC芯片就是科技界的“皇冠”,更是芯片界的“明珠”。
2019年9月上市的麒麟990 5G,就是AP+BP一体化的5G SoC芯片,也是目前唯一一款商用的旗舰5G SoC芯片。
相比高通骁龙865 + X55外挂5G基带的两块芯片方案,麒麟990 5G节省了一块芯片的空间。对于寸土寸金的手机机身来说,SoC节省出来的空间,可以用来堆叠更多强大的器件或功能。
而外挂方案中,两枚芯片拼接在一起,相当于多了一个耗电的包袱;同时两块芯片之间需要额外的接口,从而带来了额外的性能损耗。打一个通俗的比方,SoC就像套房,自带厨房;外挂就是单间,用餐只能去餐厅或者点外卖。
根据行业消息,高通的5G旗舰SoC芯片预计要2021年才能上市商用,对于众多使用高通芯片的厂商来说,难逃5G外挂的“窘迫”!
02 友商骁龙865:不敢言说的5G外挂
但无论是高通还是小米,都在刻意隐瞒骁龙865外挂5G基带X55的事实。我们从高通官网可以看到,高通将骁龙865定义为5G移动平台:
回到2019年12月3日,在高通技术峰会上记者拿到的骁龙865 5G移动平台的样片是这样的。
华为在麒麟990 5G芯片的研发投入高达数亿美金,不仅第一次将晶体管数量推向了创纪录的103亿,更是首次联合台积电开发了7nm EUV工艺,第一次将芯片制程工艺从过去数年的DUV提升到了EUV。DUV是深紫外线(Deep Ultraviolet Lithography),波长193nm。EUV是极深紫外线(Extreme Ultraviolet Lithography),波长为13.5nm,相比DUV技术,相当于光刻精度提升了14倍,但难度也增加了很多倍,成本高很多。EUV光刻机的价格是1-3亿美金/台,DUV光刻机的价格为2000万-5000万美金/台不等。所以说,7nm EUV相比7nm领先一个制程时代,同时EUV也是5nm的基础技术。
基于台积电7nm EUV工艺制程,麒麟990 5G SoC继续延续了摩尔定律,从而使得在芯片尺寸基本不变的情况下实现了世界最高的晶体管集成数量。而骁龙865选择的是7nm工艺制程,落后一个制程时代。
没错,华为魔改了ARM提供的Cortex-A76架构。采用2个2.86GHz超大核+2个2.36GHz大核+4个1.95GHz小核的三档CPU能效架构的麒麟990 5G芯片,2020年依然是最强性能怪兽之一。特别值得一提的是,配合7nm EUV工艺制程,CPU能效表现十分突出。
根据ARM官方介绍,Cortex-A77相比A76无疑会带来性能的提升,但是,A77同时也带来了功耗的增加。
在最严苛的GFX Bench 5.0的测试场景中,骁龙865拿下了21分,略高于麒麟990 5G的19分。但考虑到麒麟990 5G更优秀的能效表现,在GPU带来的体验上,麒麟990 5G恐怕更能提供符合消费者实际需求的综合体验。
昇腾 310,则是当时面向边缘计算场景最强算力的AI 芯片。
很明显,华为在手机上采用了“杀鸡用牛刀”的策略,直接将企业级“达芬奇”架构引入到麒麟810和麒麟990手机芯片中。
在权威测评机构ETH Benchmark 的手机AI能力测评中,使用这两款芯片的华为和荣耀手机包揽了Top10的前九名。
如此强悍的AI性能,是因为麒麟990 5G搭载了华为自研达芬奇架构,并使用了Big+Tiny NPU大小核的设计。
Big,指NPU的大核。麒麟990的NPU大核采用了华为自研的达芬奇架构。相比其他AI计算单元的架构,达芬奇架构突破了存储性能瓶颈,计算更加高效;达芬奇架构还根据AI算法的特点,创造性地设计出3种不同特点的计算子单元,专门用于AI算法中不同类型的计算,整体算力也自然更加强悍。
Tiny,指NPU的微核。微核NPU可以在大核休眠的情况下,独立完成轻量级的AI任务,实现超低功耗连续AI运算。比如,人脸检测场景对AI性能的需求不算太高,使用NPU微核比大核的能效比最高可提升24倍,更加省电。
06自研WiFi芯片:远超友商Wi-Fi 6峰值速率
2014年,华为专家Osama Aboul Magd当选IEEE 802.11ax(即WiFi 6)标准组主席。华为是Wi-Fi 6技术标准的主导者,也是Wi-Fi 6技术标准的全球主要贡献者。华为不仅是Wi-Fi 6标准提案数第一的设备厂商,同时华为早在2018年就推出了自研的消费级Wi-Fi芯片,华为Hi1103。
华为Hi1103支持5GHz频段的160MHz频宽,Wi-Fi峰值速率高达1.7Gbps。搭载这枚Wi-Fi芯片后,手机接入支持5GHz频段的高速率路由器,就能实现畅快的Wi-Fi上网体验。
反观当前友商的产品,和骁龙865搭配使用的Wi-Fi芯片是高通QCA6390。虽然这枚芯片号称支持Wi-Fi 6,但是在5GHz下只支持80MHz带宽,最高下载速率实际上只有1.2Gbps。换句话说,搭载自研Wi-Fi芯片的荣耀V30系列,其Wi-Fi速率实际上要比号称支持Wi-Fi 6的友商产品要高近500Mbps。
07华为5G十年磨一剑,5G芯片只是冰山一角
早在2009年第一个4G网络商用之际,华为就启动了5G基础技术研究,至今已经超过十年。截止2019年7月,华为已经累计向3GPP递交18000件提案,如果把这些提案用A4纸打印出来,足足有9米之高;在5G的基本专利上,华为总共拥有2570族5G基本专利,占比超过20%,在所有厂商中位居第一。
同时,华为是全球唯一一家掌握5G端到端解决方案的公司,包括5G底层的基础技术、5G网络设备(基站、核心网、光网络、微波等)、5G芯片(基站芯片、基带芯片、手机芯片)和5G终端(手机、CPE、随身路由、平板等)。
5G时代,全球消费者的每一条朋友圈,每一通电话,每一条信息,每一支vlog,或多或少都会用到华为的5G技术。可以说,强悍的麒麟990 5G仅仅是华为5G技术储备的冰山一角。也毫无疑问,麒麟990 5G,不仅领先一个制程时代,也将在消费者体验上全面领先到2021年春季。