深度解析麒麟980：「六個全球第一」到底有多少含金量？

當地時間8月31日下午2點，北京時間晚上8點，華為在德國舉行的柏林電子消費展上召開新品發布會，正式發布了華為最新一代的旗艦處理器——麒麟980。

余承東表示，華為從2015年就開始了7nm的麒麟980的研發，經過36個月，1000位以上的高級半導體設計和工藝專家參與了研發，經歷了5000次以上的工程驗證，麒麟980才得以完成。

由於7nm晶片製造的難度巨大，因此麒麟980的研發費用也達到了數億美元。

正因為如此，相對於前一代的麒麟970來說，麒麟980可謂是全面升級，並且一口氣拿下了六個世界第一。

全球首款7nm手機SoC

作為全球首款基於台積電7nm工藝的手機SoC，先進的製程工藝也直接為華為麒麟980帶來了巨大的提升。

據華為介紹，得益於台積電7nm工藝的加持，新一代的麒麟980的性能提升了20%，功耗降低了40%，電晶體密度提升了1.6倍。

麒麟980的電晶體數量達到了69億個（麒麟970為55億個電晶體）。

不過，根據之前台積電官方公布的數據顯示，其最新的7nm工藝與之前10nm工藝相比，可以實現性能提升20％或者功耗降低40％，晶片密度是10nm的1.6倍。

看來華為這裡是直接引用了台積電的數據，不過需要注意的是，台積電描述的是可以實現「性能提升20％或者功耗降低40％」，注意這裡是「或」，所以華為只能是選擇提升性能或者降低功耗。

全球首款基於Cortex-A76 CPU內核的SoC

Cortex-A76是Arm在今年6月發布的一款具有移動效率的「筆記本級」性能內核，基於Arm新的微架構。

雖然過去Arm的CPU內核的微架構每一代的升級都可在控制能耗的基礎上帶來20-25%的性能提升。

但是，Cortex-A76內核的設計的重點就是放在了保持最高性能的基礎上。

根據此前Arm提供的資料顯示，基於台積電7nm工藝的Cortex-A76主頻可以上到3GHz，在此種情況之下，其性能相比10nm工藝下主頻2.8GHz的Cortex-A75可提升35%，效能可提升40%。

此外，Cortex-A76也支持DynamIQ技術，並且可以和Cortex-A55進行大小核的組合，機器學習方面的能力提升了4倍。

根據網上曝光的麒麟980的GB4跑出的整數和浮點相較於「上上代」A73（麒麟970在用）提升了90%和150%。

另外，資料還顯示，相比Cortex-A76，在單位面積下，Cortex-A75仍然擁有更好的性能面積比。

因此合作夥伴可以更具自己產品的實際需要來進行選擇。

消息稱，三個具有較大緩存的Cortex-A76的面積相當於英特爾Skylake i5內核的大小，性能上可能只相差10%以內。

但是這也需要考慮製程工藝上的差距。

正是由於Cortex-A76更多的關注於性能的提升，這也使得其功耗相對較高。

所以華為麒麟980此次並沒有選擇採用四顆大核+四顆小核的big-LITTLE架構，而是採用了兩顆主頻高達2.6GHz的高性能的Cortex-A76內核+兩顆主頻1.92GHz的中等性能的Cortex-A76內核+四顆1.8GHz的高效能的Cortex-A55內核。

得益四顆Cortex-A76內核的加持，麒麟980的CPU最高性能相比麒麟970大幅提升了75%！能效也大幅提升了58%!

全球首款基於Mali-G76內核的SoC

Mali-G76是Arm在今年6月初公布的新一代基於Bifrost架構的GPU內核，相對於上一代的Mali-G72，Mali G76的性能密度提高了30％，這意味著GPU面積不變，性能可提高30％，或者在性能相同時，可縮小約24%的GPU面積。

其次，Mali G76的微架構效率提升了30%，這要歸功於架構內功能塊的整合。

最後，Arm為Mali G76添加了新的專用8位點積指令，使其機器學習推理能力提高了2.7倍。

Arm此前曾表示，在台積電7nm工藝加持下，Mali-G76 GPU的性能可提高50％。

根據華為公布的數據顯示，基於Mali-G76的麒麟980在GPU性能上相比麒麟970提升了46%，能效更是可大幅提升178%。

不過具體的核心數並未公布。

雙核ISP

手機拍照性能是近兩年華為手機的主打功能。

而要想拍出好的照片，不僅要有好的鏡頭，還需要強大的ISP（圖像信號處理）。

此前，麒麟970就採用了華為自研的雙核ISP。

雙核ISP架構相比單核ISP也有明顯的優勢。

兩個ISP核心可分工合作，一個用來負責實時預覽，也就是我們看到螢幕的取景畫面，另一個負責拍照。

如果單ISP就需要同時負責預覽和拍照，則反應速度會下降，功耗也會提升。

此次，麒麟980採用了新一代的自研雙核ISP，相比上一代在拍照處理器速度上提升了46%，能效提升了23%，延遲降低了33%。

全球首款集成雙核NPU的SoC

去年，華為麒麟970率先集成了人工智慧內核NPU，成為了真正意義上的全球首款人工智慧移動處理器。

而此次的麒麟980再進一步，首次集成了雙核NPU，並且採用更高精度的深度網絡，具備更佳的實時性。

與麒麟970的人工智慧內核性能對比來看，在目標檢測方面，麒麟980更為詳細；在實時圖像識別方面，麒麟980更為迅速，可支持每分鐘4500張圖像識別，相比麒麟970提升了3倍；在實時圖像分割方面，麒麟980也更為精確。

可支持人臉識別、物體識別、物體檢測等AI場景。

值得注意的是，此前麒麟970集成的NPU是由寒武紀提供的IP技術，而此次麒麟980集成的雙核NPU，外界猜測可能是基於寒武紀今年發布的1M處理器的IP。

寒武紀1M採用的也是7nm工藝，其8位運算效能比達 5Tops/watt（每瓦 5 萬億次運算）。

不過，根據芯智訊了解到信息顯示，此前在上一代的麒麟970當中，寒武紀雖然向華為開放了對應的NPU內核原始碼，但是寒武紀為了保留核心的IP，同時也為了適應移動端的需求，所以對當時給華為的NPU進行了大量的裁剪。

這也限制了麒麟970 NPU的發揮。

而經過了一年多的研發之後，麒麟980此次集成的雙核NPU或將是華為自主研發的。

全球首款商用的1.4Gbps基帶晶片

去年麒麟970發布之時，其搭載的峰值下載速率可達1.2Gbps的基帶可謂是大出風頭，成為了當時下載速率最快的商用基帶晶片。

比驍龍X20還領先了幾個月的時間。

早在今年2月，華為就公布了一款4.5G基帶晶片——Balong 765。

這款基帶晶片可以實現峰值下載速率在FDD網絡環境下達到1.6Gbps，在TD-LTE網絡下達到1.16Gbps。

同時，Balong 765也是全球首個支持8×8 MIMO（8天線多入多出）技術的調製解調晶片，頻譜效率相對4×4MIMO提升80%，可有效降低時延。

另外，Balong 765還支持3GPP協議的車聯方案LTE-V，其它通信制式方面則包括GSM/UMTS/TD-SCDMA/TDLTE/FDD-LTE等。

不過，可惜的是，麒麟980此次並未配備最新的Balong 765基帶晶片。

當然，相對於麒麟970來說，此次發布的麒麟980同樣在基帶性能上也是更進一步，最高下載速率進一步提升到了1.4Gbps LET Cat.21（4.5G，Pre 5G)，支持5載波聚合，4×4 MIMO以及256QAM，能夠將數據的傳輸效率最大化。

此外麒麟980還支持雙卡雙4G雙VoLTE，即使在地鐵和高鐵上也能保持較為出色的信號連接。

同時，麒麟980集成了號稱全球最快的手機WiFi晶片Hi1103，支持160M帶寬，理論峰值下載速率達1.7Gbps。

Hi1103還支持L1+L5雙頻GPS定位，L5頻段下定位精度可提升10倍。

全球首款支持2133MHz LPDDR4x內存的SoC

LPDDR4X內存是由三星等廠商率先推出的，其主要是將LPDDR4內存中的Vddq電壓從1.1V降至0.6V，Vdd2電壓保持1.1V不變。

相對於LPDDR4來說，LPDDR4X的電壓更低，有效降低了內存能耗。

SK Hynix文檔中宣稱LPDDR4X比LPDDR4節能15%，而美光文檔中提到節能可多達45%。

綜合來看，LPDDR4X內存可節能20-40%左右。

而據華為介紹，其麒麟980配合2133MHz DDR4X內存，帶寬提升20%，延遲降低22%。

小結：

作為華為的新一代旗艦級手機SoC，此次攜「六個世界第一」名頭而來的麒麟980確實並未讓大家失望。

不僅搶在蘋果、高通之前，發布了全球首款7nm手機SoC，同時還拿下了Arm的Cortex-A76 CPU內核和Mali-G76 GPU內核的首發，在處理器性能上帶來了很大的提升。

不過，其他方面卻並未給大家帶來多大的驚喜。

雖然此次麒麟980帶來了雙核的NPU，性能相比前一代也有了很大的提升。

但是從目前來看，絕大多數的AI專用晶片都還是單核，而且很多專用單核的AI晶片的算力也可以做到很強，所以華為完全可以一步提升單核NPU的性能，來實現AI能力的提升，不知做成雙核是基於能效方面考慮還是基於營銷方面的考慮？

另外，麒麟980雖然此次集成了峰值下載速率高達1.4Gbps LET Cat.21的基帶晶片，但是，從目前來看，其性能只是略高於高通去年發布的驍龍845所集成的驍龍X20基帶（1.2Gbps），相比高通今年2月發布的支持最高達2Gbps的下載速度的第三代千兆級LTE基帶晶片——驍龍X24還是要弱上不少。

而高通即將發布的驍龍855則更是要搭載5G基帶——驍龍X50。

當然，驍龍855的商用時間可能要比麒麟980的商用時間要晚4個月左右的時間。

不過，需要注意的是，麒麟980與英特爾去年發布的下載速率高達1.6Gbps的XMM7660基帶相比也是要略遜一籌。

而蘋果即將於今年9月發布的新一代iPhone或將搭載英特爾XMM7660基帶晶片。

此外，蘋果新一代iPhone所搭載的A系列處理器也是基於台積電7nm工藝的，並且也將會集成人工智慧內核NPU，不過不知道是否會是雙核NPU。

目前華為已宣布，基於麒麟980的華為Mate20系列要等到10月16號才正式發布，而蘋果的新一代iPhone將會在9月正式發布。

雖然華為通過搶先進行晶片的紙面發布，成功拿下了多個世界第一。

但是，如果從商用時間上來看，蘋果的新一代A系列晶片將會是首款7nm晶片，並且它可能還集成了下載速率高達1.6Gbps的基帶晶片，所以至少在這兩個方面，蘋果在技術商用上是領先於華為麒麟980的。

如果蘋果新一代A系列處理器也集成了雙核NPU，以商用時間來做比較，那麼華為麒麟980將會一下子失去三個第一的宣傳點（去年蘋果的A12也集成了NPU，如果按終端產品上市時間來看，A12將是首款集成NPU的手機處理器）。

所以，華為通過提前一個半月在終端產品正式發布之前，搶先發布麒麟980的取巧做法，更多也是為了搶占營銷宣傳上的制高點。

當然，這種策略在手機品牌廠商當中可謂是司空見慣。

不過，即便如此，華為近年來在手機晶片技術上的突飛猛進也是有目共睹的，取得的很多成績也是實打實的。

憑藉華為自身龐大的手機出貨量的帶動，以及華為在晶片研發上的持續大力投入，相信華為在手機晶片領域真正的趕超蘋果、高通或許只是時間問題。

作者：芯智訊-浪客劍