Новый мобильный 7-нм процессор Huawei
Сегодня лишь самые высокотехнологичные компании могут похвастаться тем, что в их портфолио имеются мобильные процессоры собственной разработки. И одна из них - Huawei, предлагающая самые топовые решения.
На днях в Москве побывал Саймон Сюй, директор отдела разработки мобильных процессоров Huawei, который рассказал о становлении процессорного бизнеса компании и об особенностях нового чипа.
За точку отсчета данного направления можно взять 1991 год, когда в Huawei появился центр по разработке специализированных микросхем, в том числе для оптических сетей и базовых станций. Хотя они были дорогими, но благодаря высокому качеству, пользовались большой популярностью на рынке. Несмотря на давний старт, лишь в 2004 году в рамках компании был организован департамент, отвечающий за разработку чипсетов для беспроводных терминалов. Первый процессор для мобильных телефонов увидел в свет лишь в 2008 году. Это был чип K2V2 без модема и предназначенный лишь для работы с данными. Он стал основой смартфона Mate P6.
Зато за следующие 10 лет компания разработала 9 поколений платформ для смартфонов.
Так, Kirin 910 вдобавок к 4-ядерному процессору получил интегрированный LTE-модем (смартфон Mate2 P7). За ним последовал 8-ядерный чип Kirin 920 со встроенным LTE-модемом cat.6 (Mate7 и Honor 6/6+). Его сменил Kirin 930 с 4-ядерным 64-битным процессором (Mate S и P8). А Kirin 950 стал первой разработкой Huawei, выполненной по 16 нм технологии и к тому же, поддерживающей VoLTE (Mate 8, P9, Honor 8/V8).
Kirin 960 обзавелся интегрированным модемом категории cat.12/13 и был использован в смартфонах Mate 9/Pro, Р10/Plus и Honor 9/V9.
В прошлом году пришло время искусственного интеллекта и в процессоре Kirin 970 появился нейромодуль (NPU). Так же он отличался от младших разработок наличием двойного LTE модема cat.18 с поддержкой VoLTE. Его «разум» достался смартфонам Mate 10/Pro, Р20/Pro и Honor 10/V10.
И венцом продуктовой линейки Huawei на сегодняшний день стал чип Kirin 980. Он является первым коммерческим процессором, созданным по 7-нм процессу, разработанному компанией TSMC.
Первоначально перед разработчиками стоял выбор — использовать 10 или 7 нм технологию. В итоге, несмотря на определенные риски, выбор был сделан в пользу последней. Это позволило разместить на чипе размером с ноготь 6,9 млрд транзисторов.
Для примера: в 28 нм Kirin 920 было 2 млн транзисторов, в 16 нм Kirin 950 — 3 млн, а в 10 нм Kirin 970 — 5,5 млн.
Над разработкой новинки в течение трех лет работало более тысячи инженеров и экспертов, которые за это время создали около 5 тысяч прототипов. В отличие от процессоров предыдущего поколения в Kirin 980 использована не двух, а трехкластерная 8-ядерная архитектура.
В данном чипе впервые применены ядра, построенные на базе ARM Cortex-A76, способных работать на частотах до 2,6 ГГц. По сравнению с предыдущим поколением, они имеют на 75% более высокую производительность и на 58% более высокую энергоэффективность. Данные ядра входят в первый кластер.
Второй кластер включает в себя два аналогичных ядра, но работающих на частотах до 1,92 ГГц. И третий кластер состоит из четырех ядер Cortex-A55 с тактовой частотой 1,8 ГГц.
Такая конфигурация в совокупности с рядом других технических мер позволяют оперативно адаптировать работу чипа под разные типы задач и значительно повысить его энергоэффективность.
Например, при работе с текстами могут быть задействованы лишь самые маломощные ядра. При воспроизведении музыки к ним добавятся дополнительные, а игры потребуют подключения всех вычислительных возможностей процессора.
Так же впервые в мире в Kirin 980 использован десятиядерный графический модуль Mali-G76, который имеет на 46% более высокую производительность и на 178% более высокую энергоэффективность по сравнению с графической подсистемой Kirin 970.
Модуль поддерживает технологию интеллектуального планирования модуляции тактовой частоты, разработанную Huawei. Этот механизм прогнозирует уровень нагрузки на процессор, в реальном времени анализируя частоту смены кадров, плавность изображения и данные, поступающие от сенсорного экрана. Такая технология планирования повышает точность предсказания нагрузки, формируемой каждым кадром на 30% по сравнению с традиционными методами прогнозирования, в особенности на игровых сценариях. Это позволяет эффективно увеличить среднюю частоту смены кадров и значительно снизить эффект джиттера и зависания во время игр.
Но в Kirin 980 имеются и более серьезные интеллектуальные решения. Опять же, он стал первым в мире мобильным процессором, в котором использован сдвоенный нейромодуль (NPU), который обеспечивает высокую производительность при обработке задач искусственного интеллекта и предлагает расширенную поддержку интеллектуальных приложений, среди которых распознавание лиц, объектов, сегментация изображений и перевод в реальном времени.
Разработчики заявляют, что Kirin 980 способен распознать 4500 изображений в минуту, что на 120% больше, чем Kirin 970. А благодаря высокой частоте считывания кадров (до 30 fps) и способности распознавать позы сразу несколько людей в кадре, Kirin 980 позволяет получать чёткие и яркие снимки танцующих людей или спринтеров на дистанции, прорисовывая суставы и линии в реальном времени.
Значительно возросли и фотовозможности нового чипа. В его составе имеется фирменный сдвоенный процессор обработки изображений (ISP) четвёртого поколения, поддерживающий работу с несколькими камерами и имеющий по сравнению с предыдущими разработками на 46% более высокую производительность и на 23% более высокую энергоэффективность.
Так же ISP поддерживает улучшенную многоканальную технологию шумоподавления, значительно снижающую помехи при съёмке в условиях низкого освещения и в режиме ночной съёмки. А цветопередачу и полутона теперь можно регулировать по зонам. Процессор оснащён новой функцией воспроизведения цветов в режиме HDR, которая способна управлять контрастом изображения, подсвечивая объекты в различных частях кадра.
И еще несколько слов о двух новшествах Kirin 980, к которым можно применить «Впервые в мире». Чип получил поддержку стандарта LTE Cat.21, обеспечивающего широкие возможности по агрегации частот и скорость скачивания до 1,4 Гбит/с. В дополнение к этому он оснащён самым быстрым в мире мобильным Wi-Fi чипом Hi1103, поддерживающим стандарт 802.11ac и технологии 2x2 MIMO с шириной каналов до 160 МГц. Теоретическая пиковая скорость загрузки этой комбинации может составлять 1,7 Гбит/с, что в 1,7 раза выше средних отраслевых показателей прошлого года.
Кроме того, Hi1103 поддерживает двухчастотное L1+L5 GPS позиционирование. Частотный диапазон L5 повышает точность позиционирования в 10 раз, позволяя с высокой достоверностью определять местоположение в сложных условиях городской застройки. И, наконец, Kirin 980 является первым в мире процессором, поддерживающим самую быструю в мире оперативную память LPDDR4X, которая может работать на частотах до 2133 МГц.
Первыми смартфонами, в которых компания Huawei использовала свой новый чип Kirin 980 стали Huawei Mate 20, Huawei Mate 20 Pro и Honor Magic 2.
Опубликовано 16.11.2018