华为发布的麒麟990 5G将成为业界最强的5G SoC

5g改变社会,将重构科技产业。2019年是5g元年,全球都在推进5g网络建设,比如特朗普着重强调美国要实现5g领先。
5g商用领先的一个关键是5g终端成熟,因为终端是离消费者最近的部分。但目前上市5g终端都采用处理器外挂5g基带的模式(4g soc+5g基带),而非更优更好的5g soc(系统级芯片,5g基带集成到soc中)。因为5g soc的实现并不容易。
业界传来重磅消息。9月6日,华为消费者业务ceo余承东在德国发布华为旗舰芯片麒麟990系列,包括麒麟990和麒麟990 5g两款芯片。其中,麒麟990 5g被誉为全球首款旗舰5g soc,也是支持nsa/sa(非独立组网/独立组网)的全网通5g soc。
华为消费者业务ceo余承东发布华为麒麟990系列
产品发布几天来,业界在热议麒麟990 5g的性能与能效、ai智慧算力及isp拍摄能力等。因为麒麟990 5g是全球首个7nm+ euv 5g soc,在拇指大小空间集成103亿晶体管。在安卓手机中,其cpu、gpu、npu均属业界最强。
该款产品的问世实现5g+ai手机的升级,将率先为消费者提供卓越5g联接体验。值得一提的是,不同于一些企业的5g soc ppt(发布而非商用),麒麟990系列芯片将在9月19日发布的华为mate30系列上首发搭载。
其实,麒麟系列旗舰新品,每年会升级一次。这代麒麟990 5g是在2017年麒麟970商用时就着手投入设计。三年来,麒麟990 5g突破各类挑战,领先高通、三星、苹果、联发科等芯片设计企业发布并商用。
麒麟990 5g的影响巨大:一方面实现技术的重构,另一方面还带来产业的重构。在发布当天,长期负责芯片产品规划的华为fellow艾伟表示,技术重构每年会发生一次,甚至可能每年发生好几次。但是产业结构的重构可能半个世纪发生一次。
华为fellow艾伟演讲
5g正是重构产业的一个重要标志技术。那么,麒麟990 5g在这场变革中到底扮演什么角色?凭什么成为业界最强的5g soc?将给消费者怎样的极致应用体验?
成为最强5g soc
5g发展进入快车道。韩国已发展超过250万5g用户,日本5g瞄准东京奥运会,英国规划今年建2000个5g站。中国三大运营商规划今年建设13万个5g基站,覆盖50个城市,理论上覆盖超过中国人口的三分之一。
但不可否认的是,今年5g商用还处于初期,由于网络覆盖不完善,5g还面临着弱信号场景联接不稳定、功耗较高、高速移动场景联接体验不佳等挑战,影响用户的上网体验。这些需要5g通过创新技术应对。
麒麟990 5g之所以备受关注,是因为其是首个商用5g soc芯片,提供业界领先5g速率和能效,提供5g极速体验。目前业界已有部分厂商推出了5g基带,但推出商用旗舰5g soc的还没有,麒麟990 5g率先实现了。这带来几方面巨大的能力提升。
第一,速率快。评测手机芯片的通信能力关键看速率。据介绍,麒麟990 5g支持在sub-6ghz频段下实现2.3gbps峰值下载速率,1.25gbps上行峰值速率。当然,近期也有三星等品牌,宣称自家芯片可以实现超过2.3gbps的能力(三星2.55gbps,联发科4.7gbps)。这种说法不符合通信常识,被各方质疑。艾伟介绍,2.3gbps是按照3gpp协议,5g单载波100m情况下标准定义的最高速率。
第二,通信能耗低。目前已有很多5g手机体验者,包括记者,都发现5g手机耗电更快。如何解决这个问题?一方面,麒麟990 5g是集成度更高的5g soc,而非传统的4g soc+5g基带的解决方案,功耗表现要优20%。另一方面,麒麟990 5g率先支持bwp(bandwidth part)技术,在5g大带宽条件下实现带宽资源的灵活切换,与业界主流旗舰芯片相比,5g功耗表现优44%。
第三,保持信号稳定。麒麟990 5g推出智能上行分流设计,在视频直播、短视频上传等应用场景同时使用5g和4g网络,上传速率提升5.8倍,优化5g上行体验,解决5g信号较弱场景下用户体验问题。而面向高速移动场景(比如高速公路、高铁、地铁等场景),麒麟990 5g支持基于机器学习的自适应接收机,实现更精准的信道测量,下行速率提升19%,实现稳定的5g联接。
第四,全网通soc。麒麟990 5g支持sa/nsa,率先支持tdd/fdd全频段。4g时代,能够支持三大运营商2g、3g、4g网络的双卡双待手机,被称为全网通,得到消费者和产业的支持。到了5g时代,中国运营商依旧提出全网通需求。而5g全网通关键是多了sa/nsa。麒麟990 5g是业界首个5g全网通soc,持续引领5g行业发展方向。
针对sa的价值,华为认为nsa只实现了超高带宽,只有sa才能更好地实现低时延和海量连接。而低时延和海量连接,正是整个行业实现数字化、智能化的必然需求。sa也符合国家政策。工信部此前也提出自2020年1月1日起,申请入网的5g终端需要同时支持sa和nsa。
综合来看,nsa是5g初期的过渡方案,成熟的5g解决方案必须具备同时支持sa和nsa的能力。目前,华为率先发布了支持sa和nsa的基带,此次又推出了支持sa和nsa的soc,让麒麟990 5g成为最强5g soc。
此外,我们还看到麒麟990 5g在围绕消费者真实需求做减法。比如,麒麟990 5g选择不支持毫米波频段。关注华为5g基带的人会知道,华为早在今年2月发布的巴龙巴龙5000基带上实现对毫米波的支持,也就是说华为完全有能力,但为何不支持?
艾伟介绍,业界没有看到毫米波大规模商用的工程,毫米波室外覆盖和室内覆盖有许多关键问题都没有解决,华为不认为毫米波短期会成为5g主流覆盖频率,所以这次麒麟990 5g不把毫米波作为主要场景。
对于为何推出两个版本的麒麟990芯片,艾伟指出,4g版本主要是面向海外市场,5g面向中国市场。未来5g发展速度主要看中国,因为只有中国这么庞大的用户基数才能让5g的设备种类更加丰富,让成本快速发生变化,实现5g应用更多的扩张。这也是人类移动通信技术第一次由中国来担负起探索者角色。
拥有安卓阵营最强cpu
除了通信能力,麒麟990 5g还是全球首个7nm+ euv工艺制程的5g soc,挑战了芯片设计极限。据了解,麒麟990 5g首次将5g基带集成到soc上,板级面积相比业界其他方案小36%,在一颗指甲大小的芯片上集成了103亿晶体管,是目前晶体管数最多、功能最完整、复杂度最高的5g soc。
要知道,上一代麒麟980集成了69亿晶体管,苹果去年推出的a12中集成了60亿个晶体管。可见麒麟990 5g集成度的巨大提升。
这里有必要提下7nm+ euv技术(极紫外光刻,采用13.5nm长的极紫外光作为光源的光刻技术),其比7nm更加先进,可以让芯片上集成更多晶体管,延续摩尔定律。麒麟芯片早在2014年就开始euv技术的储备,联合产业界合作伙伴,共同研发并促进euv技术成熟;之后进行了大量euv关键技术验证,打造出麒麟990 5g。
如此强大性能的芯片,功耗如何?要知道5g业务数据处理量大,对运行速率要求高,会带来更高的能耗。
据了解,麒麟990 5g采用2个大核(基于cortex-a76开发)+2个中核(基于cortex-a76开发)+4个小核(cortex-a55)的三档能效架构,最高主频可达2.86ghz,与业界主流旗舰芯片相比,单核性能高10%,多核性能高9%。在能效方面,麒麟990针对不同大小的核精细调校,大核能效优12%,中核能效优35%,小核能效优15%,带来更快的手机应用打开速度,日常使用体验更加流畅。
也有人疑惑,麒麟990 5g为何不使用arm今年推出的cortex-a77。对此,余承东在接受外媒采访的时表示,a77能耗不够理想,所以继续选择在a76上优化,提升了主频,提升了能效。
搭载业界最强npu+最强gpu
手机的ai能力,已经成为手机性能强大的关键。麒麟990 5g是首款采用华为自研达芬奇架构npu的旗舰级芯片,创新设计npu双大核+npu微核计算架构,npu大核展现卓越性能与能效,微核npu实现超低功耗。
据华为方面介绍,在双大核npu(ascend lite×2)加持下,麒麟990 5g实现业界最强ai算力,与业界其他旗舰ai芯片相比,性能优势高达6倍,能效优势高达8倍,持续刷新端侧ai的算力高点。
麒麟990 5g的ai算力经过业界第三方面的测试。无论是在业界典型的中载神经网络模型resnet50(用于检测、分割和识别),还是在移动端更流行的轻载神经网络模型mobilenetv1(用于分类、检测、嵌入和分割)下,麒麟990 5g的fp16和int8性能和能效均达到业界最佳水平。
华为业界首发的npu微核(ascend tiny)赋能超低功耗应用,在人脸识别的应用场景下,npu微核比大核能效最高可提升24倍,让ai运算更省电。
麒麟990 5g的ai强劲算力让以前很多无法实现的应用得以实现。余承东在演讲中展示了一个有趣的演示:麒麟990 5g使能ai多人实时换背景,通过先进的ai多实例分割技术,能够将视频画面中的每一个人物主体单独识别出来,实现多人物视频拍摄替换背景,甚至可以选择画面中需要保留的人物。
据悉,麒麟990 5g将为hiai 2.0开放平台注入新的能量,比如提供业界最多支持300+算子,还为开发者提供更强大的工具链,探索ai+5g应用的无限可能。
在gpu方面,针对gpu在运行重载游戏、播放高清视频等高负载场景下容易出现的发热、掉帧、卡顿等问题,麒麟990 5g搭载16核mali-g76 gpu,与业界主流旗舰芯片相比,图形处理性能高6%,能效优20%,实现业界领先的性能与能效。
麒麟990 5g还采用全新系统级smart cache分流,支持智能分配ddr数据,在重载游戏等大带宽场景下带宽较上一代最高可节省15%,功耗可降低12%,进一步提升gpu能效。
针对游戏场景,麒麟990 5g推出kirin gaming+ 2.0,基于性能、能效强大的cpu、gpu与ddr芯片,kirin gaming+ 2.0推出高性能、高能效、高画质游戏解决方案,实现业界顶级游戏体验。
全新升级isp 5.0
当前,越来越多人随手手机拍摄并剪辑短视频,通过抖音或vlog分享自己的生活。他们追求手机视频的拍摄效果,追求与手机修图一样简单又智能的视频处理能力。
对此需求,麒麟990 5g采用全新isp 5.0,吞吐率提升15%,能效提升15%,全面优化视频处理能力。“手机拍摄首先要能够先看清楚,我们在拍摄、传感器降噪方面都实现很大进步。”艾伟表示,针对视频单独增加了视频处理通道,让视频每一帧都有机会处理。
在夜晚、光线较弱的暗光环境下,视频拍摄出现的噪点非常影响成像质量。此次,麒麟990 5g全球首发双域联合视频降噪技术,让视频降噪能力提升20%,暗光环境下拍摄的视频更加清晰。
同时,手机在暗光场景下的拍照能力也始终是用户关注的焦点。麒麟990 5g首次在手机芯片上实现bm3d(block-matching and 3d filtering)单反级硬件降噪技术,首次将单反级的图像处理能力应用在手机上,照片降噪能力提升30%,让手机大片越夜越美丽。
基于isp的能力升级,麒麟990 5g支持全新炫酷face ar。通过从摄像头捕获的人脸图像数据和基于npu运行的神经网络算法,face ar能够对人脸进行建模、实时跟踪、表情捕获,并且可以进一步分析出人脸信息背后的诸如心率、呼吸率等健康数据,提供围绕人脸的丰富的ar增强现实体验,探索ar应用的更多可能。
麒麟990 5g是如何炼成的
其实,就华为在芯片领域不断取得领先的原因,华为轮值董事长徐直军在近期接受记者采访时表示,华为研发投入大、决策快。
的确如此,华为麒麟990 5g在诞生前,华为就已经在通信基带方面持续耕耘多年,持续压强式投入。巴龙基带品牌是比麒麟系列芯片要更早的品牌。华为从2007年开始发力,到2009年实现第一代产品巴龙210出货。
到2012年,华为推出的巴龙710,实现150mbps下载峰值速率。这是一个标杆性的产品,代表lte时代到来,也比高通领先了一年。之后,华为陆续推出了巴龙720、巴龙750、巴龙765、2018年初发布巴龙5g01以及2019年2月发布巴龙5000,每一代产品都给业界带来很多价值。
在soc方面,华为也陆续推出麒麟910、麒麟920、麒麟930、麒麟950、麒麟960、麒麟970、麒麟980处理器,从28nm制程工艺一直进化到7nm,实现gpu、isp图形处理的不断升级,在与高通竞争中,带给手机消费者更出色的应用使用体验。
而在端侧ai方面,2017年,麒麟970在业内首次采用独立npu神经网络处理单元,开创端侧人工智能的行业先河。2018年,麒麟980搭载双核npu实现领先的ai算力,带来ai人像留色、卡路里识别等一系列创新ai体验。2019年,全新高端系列麒麟810更是首次采用华为自研达芬奇架构npu,打破端侧ai性能纪录。
可见,华为一旦瞄准方向,就迅速投入。而通过持续的投入,华为芯片技术厚积薄发,得以推出业界最强5g soc麒麟990,引领产业发展。艾伟表示,每一代芯片华为必须要竭尽全力,用尽可能找到全部创新技术。所以保证下一代芯片技术,一定是上一代芯片没有的。
在最后,记者想说,5g商用刚起步,5g发展不仅需要芯片产业链巨头投入更多人力财力,还需要各方开放合作,一起降低5g终端成本,加速5g规模商用,造福整个人类社会的发展。
来源;通信世界

联发科P60解析:12nm制程 AI加持 对标骁龙660
电子血压计电源系统的注意要点
六阶级联式开关电容低通滤波器设计与仿真分析
VR黑科技分享:视场自适应直播(FOVAS)技术拯救VR视频
十年烧了3000亿,自动驾驶迎来梦醒时分
华为发布的麒麟990 5G将成为业界最强的5G SoC
携号转网,你知多少?
波音Starliner发射任务失败后,提前六天返回地球
凌壹科技MB-Z170PA-12C嵌入式主板分析
鸿蒙系统更新名单
DAGE 4000W晶圆处理系统的数据?|深圳市磐石测控仪器有限公司
芯片板块龙头股一览表
美军寻求人工智能集成模拟器的目的是什么
智能视觉检测系统已成为生产中不可或缺的一部分
小派发布新型VR头显Artisan,CES 2020年正式发售
医疗人工智能公司Deep Longevity Inc研发衰老时钟计算你的寿命
特斯拉Model 3将于2019年进入中国
PCB:连接与控制世界的关键!解析pcb的主要作用有哪些
诞生于互联网电视市场低迷期的雷鸟新探索:雷鸟+腾讯的生态合作
龙尚NB-IoT模组赋能智慧水务