【原创】凭麒麟980这八大亮点,华为手机真可将对手甩几条街了!

winniewei 提交于 周四, 09/06/2018
【原创】凭麒麟980这八大亮点,华为手机真可将对手甩几条街了!

作者:张国斌

昨天,华为在上海当代艺术馆举办了以“知·芯”为主题的2018麒麟芯片媒体沟通会,华为fellow艾伟向业界和中国消费者展现华为最新一代卓越人工智能手机芯片——麒麟®980,总结起来,麒麟980有八大亮点,老张认为,凭借这八大亮点搭载麒麟980的华为手机有望将对手甩的更远。

图:华为fellow艾伟现场介绍麒麟980特性

图:华为fellow艾伟现场介绍麒麟980特性

亮点1、投入远超3亿美元,首次商用7nm工艺的手机SoC芯片

据华为fellow艾伟介绍麒麟980是全球最早商用TSMC 7nm工艺的手机SoC芯片,集成了69亿晶体管,实现了性能与能效的全面提升。

根据摩尔定律,通过提升工艺来提升芯片性能是最方便快捷的方式,手机芯片也不例外,工艺制程直接影响到性能和功耗表现,先进工艺是性能体验和能效体验的基础。当前业界普遍采用10nm制程工艺,而麒麟980全球首商用最领先的TSMC 7nm制造工艺。与10nm工艺相比,7nm工艺性能提升20%,能效提升40%,晶体管密度提升到1.6倍,实现性能与能效的双重提升。

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7nm相当于70个原子直径,逼近了硅基半导体工艺的物理极限,麒麟980想要在针尖上翩翩起舞,还需要克服复杂的半导体技术效应及晶体管本身的三维电阻电容带来的影响,其挑战之大超乎想象。为此,华为芯片团队提前3年就启动了7nm新工艺基础研究,集合产业界和华为自身长期积累的先进的IP和系统设计能力,有效解决7nm的一系列工程量产问题。

为了让最新的7nm制程能够带给消费者稳定可靠的高品质体验,麒麟980在实现高性能和高能效的基础上,还进行了大量可靠性验证。从芯片到整机层面所进行的全方位验证,为手机用户提供最可靠的技术保障。

据艾伟透露华为在今年早些时候实现了麒麟980大规模量产(所以量产应该也早于某挖矿机企业的7nm ASIC芯片),而且华为在这款芯片上的研发投入远远超过业界传言的3亿美元!这也是华为长期坚持对尖端技术持续大投入的体现!

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艾伟表示从工艺研发成本来看,未来每一次工艺迭代的成本都可能是翻倍,因此5nm,3nm的研发成本非常惊人,如此高额的研发费用需要大量的手机出货来摊平成本,而全球手机市场已经趋于饱和,这样的矛盾只能是说明必须有手机芯片厂商甚至是手机厂商退出市场!“这是市场规律,而非吹牛,这是很明显的趋势!所以余总说未来只有少数手机厂商能存活不会吹牛。”他强调。

亮点2、全球首次商用ARM Cortex-A76的芯片

麒麟980是全球首次实现基于ARM Cortex-A76的开发商用芯片,最高主频可达2.6GHz。Cortex A76是arm公司今年最新发布的处理器架构,它是一款完全重新打造的全新微架构CPU,是“第二代奥斯汀家族”的领军者,代表了一个全新的开始。ARM称它“是一款具有的笔记本级性能的处理器。

Cortex A76是一个乱序超标量内核,前端为乱序4发射指令解码,后端为13级流水线,执行延迟为11个阶段。ARM在设计了一个“定向预测获取”单元,这代表分支预测单元会反馈到取指单元中。ARM还在业内首创使用了“混合间接预测单元”,将预测单元与取指单元分离,且支持内核中的各模块独立运行,运行期间更易于进行时钟门控以节省功耗。

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arm还在Cortex A76上引入了第四代预读取单元,每个核心有4个不同的预读取引擎并行运行,查看各种数据模式并将数据加载到缓存中,以更接近完美缓存命中操作的目标。arm在Cortex A76的缓存体系设计上没有做丝毫妥协,在带宽和延迟两个方面都做到了堪称完美的水平,据说可将缓存带宽提高90%之多。

arm称Cortex A76相比Cortex A75,每周期整数性能和浮点性能可分别增长25%和35%,再加上高达90%的缓存带宽提升,Cortex A76的GeekBench4跑分提升了28%,Java性能提升了约35%(Octane,JetStream)。

可以说Cortex A76是arm公司迄今推出的最强悍CPU,艾伟表示麒麟980首次实现基于Cortex-A76的开发商用,与上一代相比单核性能提升75%,能效提升58%。

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亮点3、麒麟架构大调整,首次使用2+2+4多核布局

从麒麟920开始,麒麟系统一直采用4+4大小核架构形式,这次在麒麟980上,华为首次推出了Flex-Scheduling智能调度机制,创造性地设计了2超大核(基于Cortex-A76开发)、2大核(基于Cortex-A76开发)、4小核(Cortex-A55)的三档能效架构。

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艾伟表示相对于传统的大小核两档位设计,三档能效架构提供了更为精确的调度层次,让CPU在重载、中载、轻载场景下灵活适配,大大降低了CPU在实际综合业务场景下的功耗,力求让用户获得更高性能体验的同时获取更长的续航体验。

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下图列举了各种应用与多核中间的关系,可以看到,高性能大核应用确实很少更多的是高效能大核和小核组合使用。

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艾伟表示华为首次推出的Flex-Scheduling TM智能调度机制可以自动实现平缓的CPU调度,让系统能效更合理,从而实现流畅的长续航体验。

亮点4首次商用Mali-G76 GPU

麒麟980也是在业内首商用Mali-G76 GPU的芯片,Mali-G76 GPU是arm公司在今年6月发布的最新GPU架构,也是Bifrost系列的最新产品,Arm承诺,在台积电7nm工艺的支撑下,使用Mali G76的下一代SoC性能可提高50%。

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Mali G76重点改善了三个关键指标,首先是性能密度提高了30%,这意味着GPU面积不变,性能可提高30%;或者在性能相同时,可缩小约24%的GPU面积。其次,Mali G76的微架构效率提升了30%,最后,Arm为Mali G76添加了新的专用8位点积指令。

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根据arm的数据,Mali G76为了进一步提高架构的性能和面积效率,将GPU内的基础计算模块的规模增加了一倍,单个EU内拥有8组FMA和ADD/SF流水线。全新EU结构的面积并没有大幅增加,相比前代只提升了22%,但性能却得到了显著提升。

艾伟表示采用Mali-G76 GPU的麒麟980与上一代相比性能提升46%,能效提升178%。在解释为何麒麟980GPU能效有如此高的提升时他表示GPU并行度是很好的,理论上GPU只要堆核就可以把能耗降下来,因为做同样的图形运算,核多了,主频可以降下来,因此能效提升可以很高。

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GPU性能的提升带来的好处就是用户APP打开响应升级这是对比

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此外,他表示麒麟980创新性引入AI调频调度技术,能够实时学习帧率、流畅度和触屏输入变化,预测手机任务负载,动态感知手机使用过程中存在的性能瓶颈,及时进行调频调度。尤其在游戏场景下,使用AI调频调度技术预测游戏每帧负载,预测准确性相对于传统预测方法可以提升30%以上,有效提升了游戏平均帧率,大幅降低游戏抖动率,减少游戏卡顿,为手游用户带来操作流畅、不卡顿的卓越游戏体验。

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以3D手机游戏NBA2K18为例,麒麟980平均帧率接近60FPS,游戏整体体验远超业界同期水平,让手机轻松驾驭重载大型游戏,带来满帧畅爽游戏体验。

这是我在现场拍摄的游戏演示。

亮点5首度采用双核NPU,AI性能大幅度提升

2017年,麒麟970的发布开创了端侧人工智能的行业先河,激发端侧AI的应用潜能,这一次,麒麟980将再度引领行业趋势,带来更强大、更智慧的端侧AI应用体验。艾伟表示麒麟980首度采用了双核NPU,提供算子147个,人工智能算力大幅度提升,麒麟980实现每分钟图像识别4500张,识别速度相比上一代提升120%,远高于业界同期水平。

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识图对比

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而且,麒麟980在人脸识别、物体识别、物体检测、图像分割、智能翻译等AI场景下应用更流畅,例如可以实现多人姿态实时识别,多人姿态估计实时帧率高达30 FPS,无论是表演节奏感极强的舞蹈,还是在镜头前快速跑步,麒麟980都能够实时绘制出人体的关节和线条。

强大的物体检测能力可以准确识别多种物体,并可以做到拍照预览的实时物体跟踪。还有,随着麒麟980人工处理能提升,实现了从图像识别到物体检测的跨越,未来华为手机有望实现对食物卡路里识别,简单的ADAS功能等,值得期待。

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麒麟980可以提供高精度人脸识别与肢体检测识别,结合自研ISP强大的图像处理算法,使得在暗光夜晚和白天高动态场景下,都能准确识别拍摄主体和运动对象,并且保持着每秒30帧实时跟踪运动主体。此外,精细化的视频分割、主体抠图等能力,也极大丰富了小视频类应用的创作灵感。以下面视频为例来看,麒麟980可以实现实时视频背景和主体变换,因此搭载麒麟980的mate20有望市场更强大的视频处理能力。

更为重要的是,艾伟强调华为会对第三方APP开放上述能力,并构建更加强大和开放的HiAI 生态合作系统,赋予开发者更加强劲、便捷的AI开发能力和环境。

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亮点6、麒麟980在全球首先支持LTE Cat.21

艾伟表示麒麟980在全球首先支持LTE Cat.21,业界最快1.4Gbps峰值下载速率,而且麒麟980带来全场景卓越通信体验,并支持5G。

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艾伟表示随着手机用户在移动端使用APP的时长不断增加,无论是游戏、视频等娱乐性应用,还是支付、导航、搜索等生活类应用,都越来越依赖于手机,而在此背后,快速、稳定的网络是用户流畅体验的基础。麒麟980芯片持续推动基于4G网络的用户体验,在基础的通信能力和用户体验方面,又进行了大幅的升级。麒麟980在全球率先支持LTE Cat.21,支持业界最快的下行1.4Gbps速率,更灵活的应对全球不同运营商的频段组合,为广大消费者提供在不同的运营商网络下的高速体验。

实时在线类应用尤其在线大型游戏,对移动通信网络的信号强弱的感知非常敏感,为了给手机用户提供更加稳定、流畅的游戏体验,麒麟芯片团队深度挖掘高铁、地铁、高速公路、密集商业区等全场景下影响游戏体验的通信问题,100多位深度游戏玩家,在全球50个重点城市,测试30000多小时,找到了移动通信下的游戏体验的问题所在。针对这些问题,麒麟980进行了专项优化,有效降低了游戏时延,减少了游戏卡顿,移动网络下的游戏表现更稳定。手机用户可以在各种复杂通信场景下,拥有更畅快的游戏体验。他表示把麒麟980和巴龙5000搭配则可以实现一部5G手机。

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亮点7:ISP大升级,手机拍照更出色!

作为手机日常使用的核心功能,拍照能力的提升一直是麒麟芯片关注的重点。为了追求更美、更清晰的成像世界,麒麟980采用全新升级第四代自研ISP,像素吞吐率比上一代提升46%,能够分区域调节图像色彩与灰阶;与麒麟970相比,支持更多摄像头,适配多摄像头带来全新拍照体验。推出全新HDR色彩还原,能够分区域调节图像色彩,实现照片色彩与细节的平衡。

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针对暗光拍摄场景,麒麟980采用全新Multi-pass多重降噪技术,精准降低夜景照片中的噪点,细节保留更加完整,夜拍效果更加通透清晰。运动场景下大幅提升跟踪准确率,在拍摄运动中的人物时,人脸识别检测率提升至97.4%,清晰捕捉每一个精彩瞬间。

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而在拍摄出好看的静态照片之后,越来越多用户开始将目光转向手机视频,尤其是随着短视频应用的全民普及,用户对手机拍摄视频的需求也在与日俱增。为了提升用户的视频拍摄体验,麒麟980采用视频专用的Pipeline“处理流水线”技术提升视频清晰度,视频拍摄时延降低33%,用户得以脱离沉重的专业级摄像器材,用手机就能轻松拍出清晰的视频大片。

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目前搭载麒麟970的华为P20 PRO手机是全球最佳拍照手机,而麒麟980的ISP比麒麟970还有提升,我们有理由相信,搭载麒麟980的Mate20等手机在拍照上一定更加出色,再次拔得最佳拍照手机头衔!

亮点8、贴心的防伪基站安全功能

目前,网络诈骗呈现愈演愈烈之势,很多骗子在行骗装备上也在升级,艾伟表示麒麟980在伪基站防御方面的能力进一步提升。他说,过去的2G伪基站主要通过干扰正常通信,让用户驻留在2G网络,以发送诈骗短信等来实施诈骗。2016年,麒麟960发布了基于通信基带处理器的防伪基站技术,可以在通信底层对基站进行甄别,拒绝与伪基站通信,从源头切断伪基站可能带来的诈骗电话和垃圾短信。

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但是现在伪基站攻击方式出现了新升级,不仅可通过短信嗅探、监听用户的正常通信,还可以充当用户和真实基站之间的“中间人”,将用户信息通过伪终端传递给真实基站,让用户在不知情的情况下,遭受信息安全的威胁,甚至带来财产损失。

这次麒麟980在用户通信联接安全上下足了功夫,针对新出现的伪基站攻击方式,进一步在芯片层面增加了安全机制,全面升级了识别2G伪基站的技术,同时业内率先支持识别4G伪基站,提升用户在移动通信网络下的安全能力,大大降低了受诈骗的概率,保护用户的财产和信息安全。

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本次发布的麒麟980亮点很多,例如还有配套使用全球最快的手机WiFi芯片Hi1103,可以全球率先支持160MHz带宽,理论峰值下载速率可达1.7Gbps,是业界同期水平的1.7倍。同时,Hi1103支持业界领先的L1+L5双频GPS超精准定位,L5频段下定位精度提升10倍,有效改善手机定位精准度,让用户在地形复杂的城市峡谷及高架道路等地区使用地图导航时,能够免受“路痴”困扰,精准到达目标地点。

下面一张图概括了麒麟980的特点

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华为消费者业务CEO余承东曾在多个场合表示华为要开发出帅对手几条街的手机,虽然华为“吓人的技术”GPU Turbo发布,以及麒麟980的顺利量产,搭载麒麟980的Mate系列全新旗舰手机真的有可能甩对手几条街了,因为这款手机的照相、人工智能应用绝对是一骑绝尘!而艾伟也表示通过麒麟980实现在复杂 光线下拍照、AI、AR的结合,将带来更惊喜的体验!

据悉,搭载麒麟980的华为Mate系列全新旗舰手机将于10月16日伦敦发布,我们期待华为手机给手机给用户带来更强劲的性能与更智慧的体验。

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