“超级恐怖”的麒麟980之后 华为Mate20将再次定义AI智慧手机

宿艺头条 精品阅读2018/09/04

对于智能手机行业而言,处理器隔代优势,就是可以“为所欲为”。

文/壹观察 宿艺

继单季度智能手机出货量超越苹果之后,华为消费者业务CEO余承东拿出了性能“超级恐怖”的麒麟980处理器。

余承东的目标很明确,伴随搭载麒麟980处理器的华为Mate 20手机在10月16日发布,华为旗舰机型将在今后约半年时间内吊打所有Android手机,甚至是还未发布的新旗舰产品。

对于智能手机行业而言,处理器隔代优势,就是可以“为所欲为”。

全球智能手机企业中,只有TOP3企业——华为、苹果、三星拥有核心自主处理器。三星据此拿到了与高通的议价能力,比如骁龙处理器的部分代工,以及每代骁龙旗舰处理器首发权。苹果和华为更是拥有了“全球唯二”的“芯—端—云”协同整合能力,可以根据用户需求进行更长远的处理器和产品统一规划,差异化竞争能力和成本优势更加明显,并且可以自主把控新品节奏,而不用看高通等第三方核心处理器企业的“脸色”。

华为在IFA 2018上新发布的麒麟980处理器更是一口气拿下了“六个世界第一”。按照余承东的话来说,就是“遥遥领先”。

更好制程工艺:最佳能效比

高性能、低能耗对于智能手机来说非常重要,最核心的方式就是提升制程工艺。

相比高通845、苹果A11处理器采用的10nm工艺技术,麒麟980全球首次商用最领先的TSMC 7nm制造工艺,成功在指甲盖大小的尺寸上塞进69亿个晶体管,实现了性能与能效的全面提升。据TSMC的官方数据统计,相比上一代旗舰——10nm工艺制程的麒麟970,980性能提升约20%,能效的提升约40%,晶体管密度提升到1.6倍。

在半导体芯片的研发过程里,7nm的工艺制程逼近了硅基半导体工艺的物理极限,还要克服复杂的半导体技术效应和晶体管本身的三维电阻电容带来的影响,无异于在针尖上跳舞。

麒麟980的成功,意味着华为首次从关键的制程方面领先于高通。按照外界透露的信息,高通将于今年12月发布首款7nm的骁龙855处理器。而此时,华为已有至少两款麒麟980上市。预计三星搭载首款骁龙855处理器的新旗舰Galaxy S10于2019年2月发布的时候,华为搭载麒麟980的两款旗舰手机估计全球出货量都已超过了千万台。

华为凭借自主麒麟带起的“节奏”,未来会让需要依赖第三方芯片企业的其他Android品牌差距越来越明显。以小米为例,其真正的规模量产骁龙845的机型发布时间是今年6月份,距离高通发布会时间已有半年之久。在核心处理器每年迭代的节奏下,半年的代差足以被各种“吊打”。

更强性能

设计架构决定了芯片的性能和先进性。

华为是ARM重要合作伙伴,此次麒麟980是全球首款使用Arm Cortex A76这一最新架构进行开发商用的SoC。

麒麟CPU子系统推出了智能调度机制,采用了两颗主频高达2.6GHz高性能的Cortex-A76内核、两颗主频1.92GHz中等性能的Cortex-A76内核、四颗1.8GHz高效能的Cortex-A55内核。

相对于传统的大小核两档位设计,超大、大、小核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。

数据显示,麒麟980的性能比麒麟970提升了75%,能效同步提升58%,比骁龙845性能领先37%,能耗降低32%,显示了麒麟980超越骁龙845的明显迭代优势。

除此之外,麒麟980是全球首款支持2133MHz LPDDR4x内存的SoC。相对于LPDDR4来说,LPDDR4X的电压更低,有效降低了内存能耗。据华为介绍,麒麟980配合2133MHz DDR4X内存,带宽提升20%,延迟降低22%。

麒麟980开启华为手机GPU性能优势

Mali-G76是Arm在今年6月初公布的新一代基于Bifrost架构的GPU内核,相对于上一代的Mali-G72,Mali-G76的性能密度提高了30%。其次,Mali-G76的微架构效率提升了30%,这要归功于架构内功能块的整合。最后,Arm为Mali-G76添加了新的专用8位点积指令,使机器学习推理能力提高了2.7倍。

麒麟980是全球首款基于Mali-G76内核的SoC,在GPU性能上相比麒麟970提升了46%,能效更是可大幅提升178%。

在游戏场景下,麒麟980使用AI调频调度技术预测游戏每帧负载,预测准确性可以提升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、不卡顿的优秀游戏体验。

GPU曾经是麒麟处理器的短板,华为在今年6月推出的GPU Turbo,通过系统底层对传统的图形处理框架进行了重构,实现了软硬件协同,实现图形处理器效率提升60%,同时SoC能耗降低30%,让麒麟970的整体图形效率和用户体验终于得到了重大突破。而基于Mali-G76的麒麟980与GPU Turbo的结合,其图形效能终于可以对骁龙旗舰完成逆转超越。

华为公布的数据显示,在《绝地求生:刺激战场》游戏中,开启GPU Turbo 技术后,麒麟980 的平均帧率更是达到了 58.8fps,领先于普通状态下的58.2fps 和骁龙845 的54.1fps。

第四代双核ISP:Mate 20将成新一代拍照神器

手机拍照是华为手机从P9开始建立的行业引领性优势。要想拍出好的照片,不仅要有好的镜头,还需要强大的ISP(图像信号处理)。

麒麟970就采用了华为自研的双核ISP。双核ISP架构相比单核ISP有明显的优势。两个ISP核心可分工合作,一个用来负责实时预览,也就是我们看到屏幕的取景画面,另一个负责拍照。如果单ISP就需要同时负责预览和拍照,反应速度会下降,功耗也会提升。

可以说,华为上一代拍照神器P20 Pro,在发布后以DxO MARK MOBILE综合得分109分、拍照得分114的绝对优势,在今年3月发布后其记录至今无人打破,除了1/1.7英寸的超大传感器和算法,双核ISP也是重要的核心因素之一。

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%,能效提升了23%,延迟降低了33%。能够分区域调节图像色彩与灰阶,支持更多摄像头,带来全新得拍照体验。芯片还具备HDR色彩还原能力,能够分区域调节图像色彩,实现照片色彩与细节的平衡。

针对拍摄环境不好的暗光场景,芯片采用全新Multi-pass多重降噪技术,可精准降低夜景照片中的噪点,保留更加完整的细节,夜拍效果更佳通透清晰。

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,动态智能感知手机使用过程中存在的性能瓶颈,及时进行调频调度。

预计今年10月发布的Mate 20将采用与P20相同的1/1.7英寸的超大传感器。随着第四代自研ISP,更好的算法,以及双NPU优势,Mate 20肯定会打破由自家P20 Pro创造的拍照记录,成为新一代“拍照神器”。

双核NPU:Mate20将在AI智慧手机上“迈出一大步”

华为去年发布的麒麟970率先集成了人工智能内核NPU,成为了真正意义上的全球首款人工智能移动处理器。而此次的麒麟980再进一步,首次集成了双核NPU,带来更强大、更智慧的端侧AI应用体验。

在双核NPU的算力加持下,可实现每分钟识别4500张影像,识别速度相比上一代提升120%。相比之下,骁龙845 可识别2371 张,苹果A11 可识别1458 张。

对于用户来说,可能最直观的感受有两个:

一个是对图形与图像要求比较高的AI端侧计算能力。在华为演示中,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。相对于首款人工智能手机芯片麒麟970,麒麟980实现了从图像识别到物体检测的跨越。

第二个就是AI场景化主动服务能力。基于麒麟970,华为Mate 10开启了AI场景化主动服务。华为消费者业务手机产品线总裁何刚之前在接受《壹观察》专访时曾透露:基于Android 9.0的EMUI 9.0已经适配完毕,将伴随Mate 20一起发布。麒麟980+EMUI 9.0,预计将再次带来更加智慧和丰富的场景化主动应用服务。

华为在麒麟980发布会上还正式推出了Hi AI生态2.0,带来更加强劲的AI运算力,提供更加丰富的接口和简单易用的开发工具包,大幅缩短AI应用的开发周期,提升开发集成效率,为广大开发者和合作伙伴提供更智慧的应用开发环境。预计将于10月举行的华为Mate 20中国市场发布会上,得到更多的答案。

更强的通信能力,支持5G

麒麟980在全球率先商用LTE Cat.21,支持业界最高的下行1.4Gbps速率、4×4 MIMO、5CA及256QAM,能更灵活的应对全球不同运营商的频段组合,堪称5G到来之前的最强基带。

为了给用户提供更加稳定、流畅的实时在线和游戏体验,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用户体验的通信问题,进行了专项优化,保证手机用户可以在各种复杂通信场景下拥有更畅快的手机体验。

此外,麒麟980配套使用全球最快的手机Wi-Fi芯片Hi1103,全球率先支持160M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,带给用户高速的Wi-Fi联接体验,在公共场所及家庭、企业场景下,都能让手机用户享受“快人一步”的Wi-Fi上网体验。

同时,Hi1103支持业界领先的L1+L5双频GPS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。

去年麒麟970发布之时,其搭载的峰值下载速率可达1.2Gbps的基带可谓是大出风头,成为了当时下载速率最快的商用基带芯片。比骁龙X20还领先了几个月的时间。

早在今年2月WMC期间,华为就公布了全球首款5G 商用基带芯片——巴龙5G01(Balong 5G01)和基于该芯片的首款3GPP标准5G商用终端——华为5G CPE。余承东曾公开宣布华为首款5G智能手机将在2019年四季度上市,而作为2018年四季度发布的最新旗舰处理器,麒麟980 可外挂5G 基带,通过集成华为研发的Balong 5000 5G 基带,实现对5G 网络的支持。

点评

华为在海思麒麟的成功,并不是偶然,而是长期坚持研发重投入的结果。过去十年间,华为研发累积投入达3940亿元,仅2017年研发投入就达896亿元,占比公司营收的14.9%,超过苹果,位列全球研发投入排名第六位。目前,华为员工有18万名,其中8万名都是研发人员。2017年向欧盟申请专利高达2398项,位列全球第一。

海思的前身是华为1991年成立了的ASIC设计中心,2004年华为正式成立芯片研发部,从2009年推出第一款手机AP芯片Hi3611(K3V1),到2012年海思发布业界是体积最小的一款高性能四核A9架构的处理器K3V2,再到2014年推出第一个手机SoC芯片麒麟910。可以说,华为手机崛起的历史,就是海思麒麟的一部成长史。在全球可以设计、规模使用核心处理器的手机企业中,中国只此一家。

正是华为手机坚定的使用自家芯片,倒逼海思芯片业务坚持瞄准世界一流技术,超前规划,从3G、4G,到5G;从推出全球首款独立NPU的AI处理器麒麟970,到GPU Turbo,再到如今一口气拿下了“六个世界第一”的麒麟980。这些成绩背后,是华为长达27年的芯片投入,两三代华为人为此奋斗坚守。

图片来自@量子位

余承东在IFA 2018透露称:为了研发麒麟980,华为在2015年就开始研究7nm芯片,2017年进入Soc工程验证,再到2018年进行量产,项目周期长达3年。共有1000多位高级半导体专家参与,5000多次的工程验证。对于外界称华为斥资3亿美元研发麒麟980的消息,华为对此进行否定,因为芯片都是应用一代、研发一代、预研一代的“滚动研发”模式,一代芯片从设计到应用周期长达3-5年,所以具体多少美元并不好界定,但数亿美元是肯定的。

实际上,投入多少并不重要,核心的判断只有一个:能否充分满足华为手机用户对智能手机的创新需求。可以看到,从麒麟970之后,华为在AI的技术驱动力全面加速,甚至已经开始在高通、苹果之前引领整个AI智慧手机的创新节奏,这让其他需要第三方处理器的Android手机在新品发布节奏和AI体验上与华为的距离渐行渐远。

一个半月之后,首款搭载华为麒麟980的旗舰手机——华为Mate20系列将于10月16日在伦敦发布。聚合麒麟980+EMUI 9.0+新GPU Turbo等众多技术,新一代华为AI智慧手机无疑具有巨大的想象空间,值得期待。

【壹观察】—————————————

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