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華為麒麟980雙核NPU全球首款7nm手機芯片正式發布

科技 更新时间:2024-12-28 13:56:40

機器之心報道,作者:李澤南。

去年,華為發布的全球首款 AI 手機芯片麒麟 970 讓世人驚豔。剛剛,在德國 IFA 2018 展會上,餘承東發布了它的繼任者:第二代 AI 芯片麒麟 980。這款芯片采用 7nm 工藝,搭載業内首款雙核 NPU,将旗艦手機 CPU 的水平再次提升到了一個新高度。(注:文中圖片大多來自「華為終端公司」微博賬号)

在發布會上,華為表示:作為全球第一塊消費級 7nm 制程工藝芯片,麒麟 980 相較前代 10nm 的工藝在性能上提升 20%,能效提升 40%,晶體管密度提升了 1.6 倍。

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此外,華為還宣稱麒麟 980 實現了幾項世界第一:

  • 全球最早商用 7nm 工藝的手機 SoC 芯片
  • 全球首款 ARM Cortex-A76 商用 CPU 的芯片
  • 全球首款搭載雙核 NPU 的手機芯片
  • 最先采用 Mali-G76 GPU 的手機芯片
  • 全球最先支持 LTE Cat.21 的芯片,峰值下載速率 1.4Gbps,達到業内最高
  • 支持全球最快的 LPDDR4X 内存顆粒,主頻可達 2133MHz,業内最高

有關麒麟 980 的發布消息,這幾個月來一直傳聞不斷,但其中最具可信度的還是榮耀在 8 月 30 日的「官方洩露」。在 IFA 2018 大會開始前一天,榮耀手機就在柏林舉辦了一場發布會,榮耀 CEO 趙明公布了采用新一代的 AI 芯片的第一款手機——榮耀 Magic2。

而關于麒麟 980 具體規格的更多細節,餘承東在剛剛的 Keynote 中為我們一一揭曉。

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麒麟 980 芯片

首先,上台後的餘承東回顧了去年的 IFA,以及去年發布的麒麟 970,這是華為邁向設備上 AI 的第一步。一年後,大衆所期待的麒麟 980 最終發布。從下圖來看,華為表示麒麟 980 是當前最強大、最智能的手機端 AI 芯片。

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2 2 4 的 CPU 形式

麒麟 980 的 CPU 核心部分采用了新一代的 ARM CPU 架構 Cortex-A76,ARM 曾表示,相比于采用 10nm 制程的 Cortex-A75(骁龍 845 搭載的内核型号),采用 7nm 制程的 A76 性能提升 35%、能效提升 40%,機器學習速度則可以提升四倍。

本次華為與衆不同地采用了 2 2 4 的大中小核形式,其中兩個頻率為 2.6GHz 的 A76 大核負責高負載任務,兩個頻率 1.92GHz 的 A76「中核」負責日常任務。四個 A76 大核之外,還有四個 A55 小核(1.8GHz)負責輕度運算。值得一提的是,相比前幾代的公版設計,麒麟 980 的 CPU 部分采用了半定制架構,可見華為海思已經在充分利用 ARM 的新 DSU 集群以及異步 CPU 配置了。

可以看到,性能最高的 Cortex-A76 核心速度(2.6GHz)并未被設定為 ARM 公布的最高數字 3GHz,華為的保守設置或許是考慮到了功耗的限制。中等核心或許可以有效降低 SoC 整體功耗——此前,四個大核運行在相同的時鐘和電壓上,如果存在一個高性能線程,其他中等性能線程隻能被迫作不必要的運算,降低了效率。

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而相比于去年發布的麒麟 970,采用了 Cortex-A76 架構之後,麒麟 980 性能有 75% 的提升,能效有 58% 的提升。

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補齊 GPU 短闆

在 GPU 方面,這次麒麟 980 采用了 Mali G76,這是 ARM 重新設計架構後的新款高端 GPU,它有 4 到 20 個 shader core,其紋理單元、渲染單元、計算單元管道位寬均大幅增加,為複雜圖形和機器學習的工作負載提供顯著的提升。華為宣稱,新 GPU 相比前代性能提高了 76%,這可以說彌補了華為一直以來 GPU 的短闆。

即使是在紙面上,G76MP10 看起來要比麒麟 970 采用的 G72MP12 小,但它實際的計算資源增加了 66%——這還是在沒有考慮新 IP 的微架構改進的情況下。

麒麟 980 的 GPU 工作頻率為 720MHz,相較 970 的 747MHz 要慢。這種變化讓新款産品能耗更低,但這并不影響新一代 GPU 性能的大幅提升。

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華為對比了麒麟 980 與骁龍 845 的遊戲幀率和能耗效率。

在網絡方面,麒麟 980 率先支持 LTE Cat.21,峰值下載速率 1.4Gbps,但遺憾的是仍然不支持下一代 5G 網絡。同時,這款芯片也支持 2133MHz LPDDR4X 的内存。

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雙核 NPU

去年,華為發布麒麟 970 的時候首次為手機端 SoC 引入了神經網絡加速芯片 NPU。在麒麟 980 中,華為再次引入了業内首款雙核 NPU,NPU 核心采用了寒武紀 1H,實現每分鐘圖像識别 4500 張,支持人臉識别、物體識别、物體檢測等 AI 場景。

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麒麟 980 上的神經網絡仍然一次隻能處理一個深度學習負載,不過理論運行速度加倍了。餘承東表示,新的 NPU 處理單元速度要比麒麟 970 上的快 2.2 倍。

下圖對比了麒麟 980 與骁龍 845、蘋果 A11 在圖像識别性能上的表現。

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在這一切之下,我們看到了來自台積電 7nm 制程帶來的提升:新款芯片在不到 100mm2的面積上堆積了 69 億個晶體管,相比去年麒麟 970 的 55 億個增長了 25%。

人類在芯片制程上的推進已經逐漸變得困難,台積電于 2015 年開始研發 7nm 工藝,直至今年夏天才得以正式投産。目前全球掌握 7nm 工藝的廠商隻有三家:英特爾、三星和台積電。

麒麟 980 憑以上特性,打破了多個世界第一。

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在展示了新産品諸多性能優勢後,華為還不忘把麒麟 980 和骁龍 845 做了一個全面對比。

海外媒體 AnandTech 也于第一時間整理了麒麟 980 的主要性能參數:

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除了昨天已經發布的榮耀 Magic2 以外,餘承東也宣布,麒麟 980 将搭載于華為即将發布的旗艦手機 Mate20 系列中——Mate 20 即将于今年 10 月 16 日在英國倫敦發布。由于昨天趙明曾表示其發布的榮耀 Magic2 可能還不是最終版本,因此目前看來 Mate 20 仍然會是麒麟 980 的首發手機。

一個多月之後,我們就能感受到新世代 CPU 處理器的強大動力了。

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