@      【2020,踏上5G高速路】技术决定未来,走近华为麒麟990 5G

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【2020,踏上5G高速路】技术决定未来,走近华为麒麟990 5G

除了CPU和GPU外,麒麟990 5G的最大技术亮点在于其AI计算能力得到了大幅度加强。麒麟990 5G在NPU也就是神经处理单元上采用了自研的全新达芬奇架构,华为宣称其整体性能相比业界其他类似核心高出6倍以上,除了NPU大核心外,华为还在内部设计了一个NPU微核,用于那些对性能要求不高但需要AI加速的场合,以提高整个处理器的能耗比。

除了基带部分引发了关注外,麒麟990 5G在其他地方的设计也颇为引人注目。在CPU架构方面,华为选择的是经过自己优化改进后的Cortex-A76搭配Cortex-A55,架构采用的是华为之前在麒麟980上就已经使用过的“2 2 4”模式,也就是将处理器核心分为三组,其中两个基于Cortex-A76架构的高性能核心运行频率可达2.86GHz,剩余两个基于Cortex-A76架构的中等性能、高效率核心的运行频率为2.36GHz,4个基于Cortex-A55设计的节能小核心运行最高为1.95GHz。GPU方面,华为选择了ARM的Mali-G76 MP16,运行频率为750MHz,这也是有史以来华为采用的规模最大、性能最强的GPU模组。

目前5G基带的复杂程度同时带来了芯片面积的增大。即使是采用最新并使用了部分EUV工艺的7nm制程,麒麟990 5G的整体芯片面积依旧超过了100mm²。不过,集成式所需要的PCB面积还是小于分离式外挂基带,并且在热量控制和功耗方面也有一定优势。

极速先锋

作为全球移动芯片研发实力很强的厂商之一,华为在2019年9月的发布会上带来了集成5G基带的5G SoC—麒麟990 5G。在发布后没多久,它就搭配全新Mate 30 Pro 5G版本手机一起销售了。不仅如此,麒麟990 5G还是全球首个支持SA/NSA双模的移动芯片,因此市场关注度颇高。

达芬奇NPU登场

华为自研架构浮出水面

麒麟990 5G是全球首个采用了集成方式布置基带和AP单元的移动芯片,同时也是全球首个集成5G基带的移动芯片。在产品实现上,麒麟990 5G的基带和处理器部分集成在一颗芯片上,采用台积电7nm工艺制造。这样的做法在技术实现上具有一定风险,主要是基带模块会使用一部分模拟电路,而处理器部分则大量采用数字电路,在制造上模拟电路和数字电路需要不同的工艺和处理,这在成熟的制程工艺上处理比较容易,但是对于7nm并且采用了EUV技术制造的麒麟990 5G而言,需要冒一定风险。好在从实际产品来看,华为和制造商在这一部分的配合不错,很好地避开了新工艺早期的“雷区”,取得了很高的晶体密度。

5G时代在2020年终于呼啸而至,从2019年下半年开始,市场已经涌动起5G技术普及的热潮,消费者也迎来了越多越多相关产品,这其中包括了5G通讯环境的布设、5G相关应用以及大家更为熟悉的5G Soc和5G手机的上市等。从目前情况来看,已经推出相关移动芯片的主要厂商包括华为、高通、三星和联发科,推出相关手机、移动设备的厂商就更多了。本文,我们先来看看国货之光——华为麒麟990 5G。

为了更好地利用NPU,华为在软件上也下了很多功夫,新NPU支持超过300个AI算子,支持90%的开源模型,软硬件双加速,整体效率不错。实际测试显示,麒麟990 5G借助强大的AI计算能力,能够实现视频动态画面人物和背景实时剥离并替换处理的工作,这在之前的产品上是难以实现的。

总的来说,麒麟990 5G作为最早上市的5G SoC,其整体设计和取舍都比较恰当,虽然在CPU架构上没有使用最新版本,但是总体性能依旧可圈可点。尤其是集成5G基带的设计,带来了较小的芯片面积,也使得应用它的移动设备能有比较宽裕的空间布置其他硬件,值得称赞。

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▲麒麟990 5G芯片本体,大约为100mm²。

▲麒麟990的X光照片,据称A76核心正下方部分为4G基带,右下方部分为5G基带。

根据相关透视图显示,麒麟990 5G虽然采用集成基带设计,但是基带有可能依旧采用了两部分,其中4G和以下制式的基带位于芯片下部中央,5G基带则被放置在芯片的右下侧,和4G基带部分存在明显的分隔。目前这种说法尚未得到华为官方确认,但是也从一个侧面反映出5G基带设计之难。

原标题:【2020,踏上5G高速路】技术决定未来,走近华为麒麟990 5G

作为一款集成基带的产品,麒麟990 5G很难做到“大包全”,考虑到芯片规格和实际使用,华为也在基带所支持的规格上有所取舍。比如麒麟990 5G的基带在5G方面只支持厘米波,也就是Sub-6GHz规格,不支持毫米波模式,因此其最高下载速度为2.3Gbps,上传速度为1.25Gbps。在5G网络的模式方面,麒麟990 5G也是首个支持双模SA/NSA(独立组网/非独立组网)的5G SoC。

▲麒麟990 5G芯片拿下了多个全球第一

首个内置5G基带的移动芯片

华为麒麟990 5G

▲麒麟990内部架构简图