出处:维库电子市场网发布于:2023-06-2917:40:40
实现复杂系统功能的VLSI;采用超深亚微米工艺技术;
使用一个以上嵌入式CPU/数字信号处理器(DSP);
外部可以对芯片进行编程;
SoC芯片是一种集成电路的芯片,可以有效地降低电子/信息系统产品的开发成本,缩短开发周期,提高产品的竞争力,是未来工业界将采用的主要的产品开发方式。
2016年4月,发布麒麟955SoC芯片,把A72架构从2.3GHz提升到2.5GHz,集成自研的双核ISP,助力徕卡双摄加持的P9和P9Plus、荣耀V8顶配版和荣耀NOTE8手机上。徕卡双镜头,摄影新潮流,麒麟955将带领P9系列成为华为旗下款销量破千万的旗舰机。
2015年5月,发布中低端芯片麒麟650SoC芯片,采用4&mes;CortexA532.0GHz+4&mes;CortexA531.8GHz+Mali-T830MP2,款采用16nmFinFETPlus工艺制造的中低端芯片,海思旗下款集成了CDMA的全网通基带SoC芯片,集成自研的PrimeISP,集成自研的音视频解码芯片,是一款集成度非常高的SoC手机芯片。这款芯片搭载在荣耀5C、G9青春版的移动版和双4G版手机中,将带领两者继续破千万销量。
2015年8月20日,麒麟芯片出货量突破1亿颗,这距离6月12日公布破8000万仅仅刚过去69天,这69天里日均出货29万颗。
2016年,将会发布麒麟960,将是又一颗突破历史的芯片,因为它将大幅提升GPU性能,同时也是款解决了CDMA全网通基带的旗舰芯片,到那时这两个黑点将一个一个去除。华为厉害的是肯砸钱研发、用实力将黑点一个一个去除,就像曾经的K3V2、P6、P7和MateS被人嘲弄一样,而现在、将来这些黑点不复存在。
2017年9月2日,在2017年德国柏林国际消费类电子产品展览会上,华为发布人工智能芯片麒麟970。首款采用麒麟970的华为手机Mate10,在2017年10月16日在德国慕尼黑正式发布[3]。
十年磨一剑。华为从2004开始研发手机芯片,到2009年颗K3、2012年K3V2的失败,到2014年海思麒麟手机芯片开始跻身业界主流,这里是十年。而从2014年麒麟910开始到2016年麒麟955,海思麒麟芯片出货量突破一亿颗,不到三年出货就已经破亿,这里是三年。
海思麒麟芯片仅用在华为自己的产品上,麒麟芯片已经成为华为手机独有的特色之一,而随着麒麟芯片越来越强大,海思麒麟芯已经成为华为手机的优势竞争力之一。
华为海思麒麟手机SoC芯片简史
华为的新款芯片麒麟970,为推出的旗舰机型Mate10和其他高端手机提供更快的处理速度和更低的功耗。
专门的AI硬件处理单
元麒麟970芯片的特征,是设立了一个专门的AI硬件处理单元—NPU(NeuralNetworkProcessingUnit,神经元网络),用来处理海量的AI数据。
人工智能战略
麒麟970发布后,华为终端营销应该会把“AI”作为突出卖点,并且围绕AI开始构建生态。在人工智能时代,理想的状况是智能终端将变成人的助手,真正实现“知你”、“懂你”、“帮你”。这就要求人工智能技术不断演进,不仅是被动响应用户的需求,更能够主动感知用户状态和周边环境,并提供精准服务的全新交互方式。
以往的手机芯片普遍是以CPU(中央处理器)/GPU(图形处理器)/DSP(数字信号处理)为的传统计算架构,但这种架构难以支持AI海量数据计算。为此,麒麟970中单设了一个专门的AI硬件处理单元,为CPU、GPU等架构减负,目的都是为提高应用效率和降低能耗。
这道理跟当初在CPU和GPU之外,增加DSP等架构设计的初衷一样,都是为了分担主系统的计算负担。
华为麒麟970首次集成NPU采用了HiAI移动计算架构,其AI性能密度大幅优于CPU和GPU。相较于四个Cortex-A73(移动处理器龙头ARM去年推出的旗舰机CPU),在处理同样的AI应用任务时,麒麟970新的异构计算架构拥有大约50倍能效和25倍性能优势。这意味着,麒麟970芯片可以用更高的能效比完成AI计算任务。例如在图像识别速度上,可达到约2000张/分钟。
麒麟970创新设计了HiAI移动计算架构,利用能效的异构计算架构来发挥CPU/GPU/ISP/DSP/NPU的性能,同时首次集成NPU专用硬件处理单元,其加速性能和能效比大幅优于CPU和GPU。
一个系统级的手机芯片主要包括CPU/GPU/DSP/ISP,以及基带芯片等诸多部件。这次麒麟970依然内置了八核CPU,与上一代麒麟960相比没有任何变化。在GPU上,麒麟970则用上了ARM在2017年5月刚刚发布的Mali-G72架构,性能较Mali-G71有所提升,此外,在数上,麒麟970的GPU也从麒麟960的8核增加到了12核。
在基带芯片上,华为发挥了自己作为通信设备厂商的优势。麒麟970直接大跨步支持LTE(4G)Cat.18(网速等级),速度可达了1.2Gbps。
尽管在CPU和GPU没有特别大的惊喜,但由于麒麟970采用10纳米制程,也会提升整体性能。余承东表示,麒麟970的能耗比提升了20%。
麒麟芯片持续推动基于4G网络的用户体验。率先提供了基于载波聚合技术的4G+数据业务能力的同时,麒麟芯片又为用户带来了新一代高清语音体验——VoLTE。
多年来,语音通信的通话质量一直没有改进,用户需要更加清晰快速的语音业务体验。4G+网络的升级为高清语音的实现带来了机会,语音带宽和采样率提升一倍,使声音信息得以完整保留,让人听起来更真实、饱满、悦耳。
麒麟9xx平台全系列支持VoLTE,在提供4G+语音的同时,通话接通时延大幅缩短,视频通话质量相比3G提升10倍,并且能够满足用户同时通话和上网的需求。
为了给用户提供更好的语音体验,麒麟芯片与中国、欧洲、韩国等的4G+移动运营商一起完成了长达2年的VoLTE语音调测。中国移动是国内VoLTE商用节奏快的运营商,麒麟950是早通过中国移动VoLTE的芯片平台。
中国移动宣布2015年底全网商用VoLTE,麒麟920/930/950等系列芯片全部支持VoLTE。在中国移动近期各省宣布商用的VoLTE终端中,基于麒麟920芯片的Mate7成为标杆机型。
麒麟芯片始终坚持性能与功耗平衡的设计思路,坚持走SoC路线,积极探索先进工艺和高能效比CPU/GPU的应用。麒麟950全面重新设计了芯片架构,使芯片的性能与功耗都得到了大幅提升。
1.工艺
工艺是用户性能体验的基础,麒麟950率先采用性能与功耗优势兼具的16nmFinFETplus工艺,是业界首款商用TSMC16nmFinFETplus技术的SoC芯片。
16nmFinFETplus的商用面临巨大挑战,单芯片集成的晶体管数目从20亿个增加到30亿个,金属互联难度成倍提升;晶体管结构3D化后,工艺复杂度大幅增加。
为实现商用,麒麟芯片研发团队克服了大量工程上的难题,麒麟芯片团队从2013年底就开始与TSMC等合作伙伴紧密合作,共同推动了16nm先进工艺的量产成熟,并于2014年4月实现业界首次投片,2015年1月实现量产投片。
TSMC16nmFinFETPlus技术相比28HPM工艺性能提升65%,同时节省了70%的功耗。相比20SoC工艺,性能提升40%,功耗节省60%。
2.强劲性能
为了在性能上有新的突破,麒麟950采用了业界4*A72+4*A53big.LITTLE架构设计及全新一代MaliT880图形处理器。全新的ARMCortexA72相比A57性能提升11%的同时,功耗降低20%,能效比综合提升30%。麒麟950全新的GPUARMMaliT880比上一代,图形生成能力提升100%,GFLOPS提升100%。
此外,麒麟950新架构中还包括全新的LPDDR4、新的GIC500、新系统总线以及FBC技术应用,使得麒麟950具备更强大的硬件性能基础。
3.提升用户体验
麒麟950更在意的是用户的实际性能体验。经过研究发现,快速响应和流畅不卡顿是影响用户体验感知的两个关键因素。快速响应的体验取决于芯片系统的Boost性能,而流畅不卡顿的体验则取决于芯片系统的持续性能。
麒麟芯片团队针对Boost性能和持续性能进行了深入的优化,用户触发操作时,做到100毫秒内响应,给用户带来快速响应的体验;一般工作状态下,确保每一帧绘图在1/60秒内完成,实现流畅不卡顿的体验。
除此之外,在强劲的硬件性能基础上,麒麟950通过启发式智能调度算法(HSA,HeuristicSchedulingAlgorithm),对系统进行精细调校,解决安卓系统原生的问题,满足系统的两种性能需求——遇到需要Boost的地方,提前准确预判,完成后迅速收回;一般场景精准性能预测,不积累额外的热量。麒麟950Boost性能相比前代提升100%,持续性能相比前代提升56%。