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5nm的5G芯片麒麟9000,成就华为Mate40系列卓越体验

时间:2020-11-21 19:52:29

10月30日,华为正式国内发布了年度旗舰华为Mate40系列,并于发布会结束后的18时08分正式开卖。首批产品一上架,即被抢购一空。

对于新机,大家最关注的还是处理器,华为Mate40全系搭载的都是麒麟9000芯片。在媒体沟通会中,华为对这颗麒麟9000 5G SoC进行了深度解读。

中国整个5G产业创新力度依然很强,占据着全球的主导地位

沟通会开始,华为芯片和硬件的产品和技术规划负责人、华为Fellow艾伟为我们介绍了目前5G的情况,根据中国信通院的数据表明:2020年1-9月,中国市场5G手机累计出货量达到 1.08 亿部,这远远超过了预期,占同期手机出货量47.7%,5G新增用户占全球78%。表明了中国整个产业创新力度依然很强,占据着全球的主导地位。

而到目前为止,华为已经推出了三代的5G手机SoC--麟990 5G、麒麟820,到现在的5nm 5G SoC,将5G应用推向新的高度。

据介绍,麒麟9000是目前手机行业技术挑战最大、工程最复杂的一颗芯片。在这么小尺寸的芯片里集成了153个亿晶体管,实现了所有系统的优化,包括CPU、GPU、NPU、ISP,通信Modem,包括所有的外置界面、内存、存储界面、安全界面,所有的界面等等,而且还有很多创新体验展现出来。

5G速率惊人 带来更稳定、更低延时的5G连接

麒麟9000这一次支持200M的双载波聚合,在Sub-6G SA网络中,麒麟9000理论下行峰值速率达到4.6Gbps,上行峰值达到2.5Gbps。从实际的实测中可以看到,一个常规的下载测速软件,麒麟9000在现网情况下跑出超过2倍的优势,达到2.6Gbps,而友商只有1Gbps。

除了通信带宽更快,5G相对4G还有一个很大的优势就是时延更短,实测的数据表明,基本上麒麟9000时延小于30ms的在网率有83%,而友商刚好相反,有83%的情况下在30~100ms之间。

另外,在Wi-Fi方面,华为在P40上同步发布了麒麟W650 Wi-Fi 6 技术,具有160M带宽,相对于其他厂商80M的带宽也有两倍。所以麒麟及其套片所支持的手机,无论是在外面的蜂窝5G上,还是家里的Wi-Fi上都可以跑出两倍于友商的速率,这是大家可以明显感受到的。

GPU、CPU性能再度提升

麒麟9000的CPU从Cortex-A76升级到Cortex-A77,同时把架构调整为3个大核运行在2.54GHz的水平,一个超大核运行在超过3.1GHz的水平,这样的情况下,可以支持在重载任务情况下还有足够的性能余量。相比骁龙865 Plus提升了10%,能效比提升了25%。

GPU从上一代的16核 Mali G76提升到24核 G78,相比骁龙865 Plus,性能提升52%,能效提升50%。

在主流游戏实测中,尤其是在游戏运行一段时间到峰值的高功耗之后,麒麟9000依然是稳定的性能表现,甚至能有20%的能效优势。

艾伟表示,追求高清、高帧率、低功耗是华为对整个游戏行业发展的追求,高品质游戏会越来越多的从原来主机游戏向手机迁移。游戏的画质更高,性能要求也更高。

麒麟9000的GPU支持SSR屏幕空间反射、体积光、实时阴影、高分辨率 HDR等图形特效,根据现场展示来看,麒麟9000在运行这些特效的时候,功耗低于“友商”30%。这个功耗的优势主要指麒麟9000在达到相同帧数时会产生更小功耗。

AI让手机拍摄有更多玩法

这一次,刷新了麒麟9000整个AI NPU核的架构,华为达芬奇2.0的架构相对上一代进行升级,MAC规模翻了一番,卷积网络性能翻了一番,核间的通信带宽翻了一番,同时还大大增强了指令,目前麒麟的HiAI支持的人工智能网络算子是业界最多的。

同时,NPU采用了Smart Cache 2.0技术,简单来说就是把AI需要处理的内容先放在缓存上,而不需要调用内存带宽,提升了AI处理的速度,相比直接访问内存带宽,麒麟9000的带宽提升了一倍,同时能效提升了15%,网络运行性能提升20%。

再看一下Int 8的数据,性能比友商优60%,能效比友商优150%。

在AI应用方面,从以前的1分钟识别2000多张图片,到今天同样的过程只需要1秒,意味着可以在每一帧视频提供60倍的性能。在视频中抽取的任意一帧,可以同时运行多种复杂的网络,比如说图像分类Mobile Net,目标检测、语义分割、实例分割、图像编辑,最终通过AI识别之后,生成一帧画面。在一帧之内处理完这么多复杂网络之后,可以在视频的每一帧当中都处理到它。

新的麒麟ISP 6.0用了更新的Quad Pipeline架构,3A处理能力提升了100%,管线处理速度提升了50%,我们有能力做到在视频情况下,专业摄影用到的包围曝光,把AI和ISP融合在一起。通过提升带宽、提升管线资源,可以做到同时在一帧当中处理很复杂的色彩还原和平衡、快速对焦,同时也可以把AI功能在这33ms当中同时写进来,因为AI已经证明了他在图像细节还原和降噪方面有非常好的体验。以前来不及在视频中的每一帧来进行细节还原和降噪,现在可以在视频拍摄里实现。

麒麟9000可以把AI的NPU和拍摄的ISP结合在一起,可以让视频拍摄的更清楚。让消费者做到在看不清楚的时候拍出比人眼看到的更好的视频出来,这是在暗光情况下的表现。

在逆光场景下,麒麟9000同样表现出色,全新的ISP技术,使得有了足够的处理能力,可以在任何一帧当中实现包围的曝光技术,通过长、中、短不同的曝光时间来捕捉不同光线条件下的亮和暗的细节。当再合成的时候,既可以看到亮的细节,也可以看到暗的细节,实现比人眼有更高的动态范围。

通过AR “看懂”手机所看见的内容

这一次麒麟9000提供了专属的AR加速器硬化模块,更快地实现AR核心算法加速,更高的能效比。所以同样做一个AR识别,时延降低40ms,功耗降低了36mA。

艾伟介绍,做AR的时候,要同时运行Camera子系统来看、运行AI子系统进行处理和识别、运行计算机视觉算法、运行智能语音系统。无论是针对特别敏感的人脸来做专门的识别建模,还是针对周边的环境来做识别和建模,麒麟9000将这些技术融合在一起,带来了新的实时感知能力。

最后,艾伟表示,麒麟9000的出现,也是希望华为作为真正对未来感知的先行者,未来世界消息的信使,可以通过媒体朋友一起见证整个产业发生的变化,最终让消费者享受到全新的体验。作为拥有业界最高性能的NPU,这个最高性能不只是单纯跑一个AI独立算法,而且能与ISP结合带来业界首创ISP和NPU融合架构,可以在短短的每一帧的时间里做复杂的算法处理。这一创新,如同2017年华为首次将专用NPU引入手机上一样,具有重要的产业意义。