夢回2012 華為的海思麒麟成長記

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麒麟980要來了,從2012年麒麟誕生到現在2018年,這6年會是麒麟成長的真實記錄,這篇文章帶你看背後或熒幕前不一樣的麒麟。

業界曾經流傳著很多關於海思的故事,其中一個比較有意思的:任總拍板成立海思之初,他給整個團隊定下了兩個目標,一是實現營收超30億,二是員工突破3000人。

毫無疑問,第二個目標很快就實現了,可是從2004年海思成立後,其營收被外界質疑。

時至今天,隨著華為消費終端的高歌猛進,海思方面的營收早已突破了這個目標。

我們可以看到IDC2018Q2的數據,華為智慧型手機的銷量已經超過了蘋果,排在了全球第二位;同時也已經確認在8月31號的IFA展覽上發布麒麟980晶片。

毋庸置疑,華為在高端手機領域已經站穩了腳步,現在每年的P系列和Mate系列的更新都必然是業界和手機市場的大事。

在華為手機高歌猛進的同時,不要忘記了麒麟晶片也在茁壯成長。

有人說是麒麟晶片成就了華為手機,可是也正是華為手機的強勁收入給予了麒麟晶片繼續進化的研發資本和動力,兩者實際是相輔相成。

華為中高端智慧型手機能達到今天成就有很多因素,但是其中麒麟晶片的崛起和成長是關鍵的。

這顆小小的麒麟芯從誕生之初再到今天成為手機移動設備的主流旗艦晶片之選,當中經歷了很多。

高端市場領域需要自研晶片這個敲門磚

根據最新一季IDC報告顯示,蘋果在智慧型手機銷量上落後於中國的華為,2018年第二季度全球智慧型手機市場整體下滑1.8%。

蘋果排在第三,華為第二,三星第一。

可以看到,前三的位置上已經基本牢牢被三星、蘋果、華為所鞏固,然而他們三者都有一個共通的地方,那就是各自都擁有自研晶片的能力。

雖然說現在手機產業已經十分成熟,要做一部像樣的手機出來實際並不是難事,但是要做得好,同時要在這個同質化的市場做出差異性,晶片便是其中一個重要的標識,同時也是企業研發技術實力的象徵,也是市場營銷的重要籌碼。

三星一直有自研處理器的驚艷,Exynos系列的晶片是市場高性能的代表;蘋果從iPhone 4開始便搭載自家的A系列晶片,直到現在iPhone X搭載的A11,已經歷經了7代的進化;華為剛開始為人所知的應該是2012年推出的K3V2晶片,首次在自家旗艦D2\P2\Mate1等機型上使用,來到2018年8月,麒麟980也將要發布了,當中也經過了6年的成長。

雖然麒麟980還沒正式發布,但是關於它配置規格的信息已經基本被曝光。

華為麒麟980採用台積電7納米工藝製程,CPU為4個A77+4個A55,最高主頻為2.8GHz;GPU為華為自主研發,性能為Adreno 630(驍龍845)的1.5倍左右。

在基帶方面,今年年初華為發布4.5G基帶balong 765,支持cat19,最高下載速度1.6Gbps。

同時,麒麟980將內置第二代寒武紀NPU 1M,使得AI性能將有大幅提升。

當然GPU Turbo圖形加速技術也會加上,可以提高晶片的圖形處理能力,降低功耗,彌補GPU方面的不足。

我們可以看到,從配置帳面上,麒麟980已經是晶片市場上的頂級作品,不論是CPU、GPU,還是基帶、AI、協處理核心等,他有能力叫板任何一個對手。

麒麟980很明顯必然會是華為今年Mate 20旗艦的標配,每年的旗艦升級軍備競賽,旗艦高端晶片伴隨旗艦產品已經成為了常態,甚至已經成為決定旗艦產品是否有競爭力的一大方面。

2012前:海思前身 麒麟芯之「父」

關鍵詞:通信、積累

說起麒麟晶片,那必定要說設計它的公司海思。

海思是華為的全資子公司,1991年,華為成立的ASIC設計中心,可看作是海思的前身。

ASIC設計中心主要是為華為通信設備設計晶片,經過多年積累和創新,華為在通信方面的技術和專利獲得長足的發展,這也是華為在運營商市場馳騁的競爭力所在。

在2000年前後,世界逐步開始進入到3G時代,而華為也順應當時歐洲運營商的要求,欲逐步推出3G網絡的晶片,因此在2004年便成立了海思半導體公司。

由於歐洲當時是主推WCDMA,因此華為的重點也放在上面。

由於在通信技術方面的累積和與運營商的深度合作,搭載海思3G晶片的上網在全球範圍內獲得成功,先後進入了沃達豐、德國電信、法國電信、NTT DoCoMo等全球頂級運營商,銷量累計近1億片。

這是一個怎樣的成績?那就是華為海思與當年的3G晶片領域的巨頭高通各占了一半的市場份額。

在通信領域的深厚積累,似乎也順利成章地給予後續海思進一步推動應用處理器發展提供了動力。

集微網向海思相關人士了解到,海思團隊主要是做三部分的業務:系統設備業務、手機終端業務、對外銷售部分。

對外銷售主要是安防用晶片和電視機頂盒晶片,在國內的安防市場的占有率是很高的,那是穩穩超過了德州儀器了。

當然這部分業務的營收規模確實不大。

團隊裡面服務於系統設備的規模是最大的,其次是服務手機終端的。

麒麟晶片便是海思裡面手機終端團隊的作品,海思相關人士說:儘管團隊的規模與聯發科和高通等相比還不算很大,不過在負責通信基帶晶片的技術上,人數已經不輸聯發科了。

所以說,華為的通信背景和積累,對海思在手機基帶晶片上的追趕提供了幫助。

其實我們可以看到在麒麟950前,海思並沒有單獨給自己晶片高調開一場發布會或者媒體溝通會,這可以說明海思團隊一貫都是走低調的路線,甚少對外披露信息,即使有實力擺在那兒,可是他們總有一種與世無爭的調調。

2012:踏進四核高性能時代

關鍵詞:A9架構

海思實際在2009年推出了首款的應用處理器K3V1,其擁有高性價比、低功耗、高集成度、多無線制式融合,以及運營商增值等特性,主要面向的是中低端的市場,同時為了確保客戶能夠快速量產,海思甚至提供了全套的生產測試方案。

可惜的是K3V1的目標客戶在當時是一系列中低端廠商,也就是我們當時所稱的山寨廠商,這對於其發展實際並沒有太大的作用。

要說海思重磅的一彈,那肯定是海思移動處理器在2012年巴塞隆納的MWC展的亮相。

海思發布了四核處理器K3V2,這在當時業界是體積最小的一款高性能四核A9架構的處理器,繼NVidia Tegra3之後業界第二款四核A9處理器。

同時華為也宣布將在自己推出的旗艦Ascend D上搭載這款處理器,這在當時並沒有任何商用的經驗的晶片直接用在自家產品上,需要的勇氣不少。

從市場來看,華為AscendD高端智慧型手機自2012年8月在中國市場率先發售,然後鋪貨歐洲、亞太、澳洲、北美、南美和中東等全球市場,取得了還是不俗的成績。

有很多人說手機業用短短几年時間走過PC十多年的路,雖然有一些誇張成分,但是也不無道理。

手機晶片最明顯的特徵便是迅速進入到多核的年代,實際這與手機移動終端需要更好的功耗控制有密切的關係。

手機體積有限,各類元器件和電池的空間矛盾一直存在,因此功耗的控制顯得異常重要,而多核的設計,或者說是大小核的設計的目的便是讓各個核各施其職。

可以看到現在的異構設計也是多核發展的趨勢,它的目的最終還是在功耗和性能之間取得平衡。

在當時還是普遍單核設計的情況下,2012年便開始進入了四核的大戰,而海思便先於當時的移動領域大佬TI和高通推出了四核的K3V2,這在當時還是引起了轟動。

我們不妨來看看K3V2的規格,採用40nm工藝,四個A9內核,主頻分為1.2GHz和1.5GHz,低頻負責低負荷的工作,高頻性能好,負責複雜的運算,通過DVFS動態電壓頻率調整,這已經是後期8核big.LITTLE的調度雛形。

實際K3V2在當時的四核設計還是大小核調度,已經是比較先進的了,不過可惜在GPU部分採用了比較少見的Vivante公司的GC4000,使用TSMC 40nm工藝製造。

製造工藝和這款GC4000的GPU在應用兼容上出現問題,導致了K3V2出現一系列的功耗問題,同時應用層面上頻繁出現錯誤。

我還印象深刻的記得,當時Ascend D手機上經常會運行軟體出現閃退和程序運行不兼容的提示。

2013:得」基帶」者得天下?

關鍵詞:LTE Cat.4

K3V2的橫空出世,令行業對華為對海思開始放置聚光燈,時刻關注著它的一舉一動。

海思的K3V2在當年取得了一些成績,可是缺點或者不足也是很明顯的。

海思實際已經意識到K3V2在設計應用上的一些弊端,隨後的研發上也針對K3V2的弱點進行改進,而它的後續版本就是首次冠以「麒麟」名字的麒麟910。

從以前K3V2這類內部代號到以全新品牌全新名字「麒麟」走向觀眾走向市場,足見海思已經下決心全力推廣這個品牌。

沉寂多年後,海思也意識到這個時候是需要全面推廣自家晶片。

麒麟便是Kirin的音譯,當年中文品牌出來的時候,很多人都直接聯想到高通的驍龍。

麒麟和龍都頗具中國特色,在中國古代的神話裡面都是以神獸自居,而這當時給外界人的信息便是麒麟要直面挑戰驍龍。

尚且不管海思是有意而為之還是無意之為,實際從產品角度上,麒麟晶片要挑戰當時行業老大高通驍龍還是有一定的差距的。

麒麟910在K3V2的基礎上改進而來,先來看看具體配置,28nm製程和替換了Mali450MP4 GPU,CPU還是4核A9,可以看到麒麟910在CPU的四核設計依然延續K3V2,而在GPU和製程方面進行了改進升級。

這樣看起來,麒麟910隻是一次平穩保守的升級,實際在我看來並不是,我們都忽略了一點,那就是網絡連接——基帶。

華為海思在2012年便發布了LTE 4G晶片Balong 700,並成為了上網卡和家電無線網關等終端的晶片,提供給美國和歐洲的客戶。

而在2012年的MWC上,海思除了發布K3V2外,還發布了業界首款支持3GPP Release 9和LTE Cat4的多模LTE終端晶片Balong 710,下行速率達到150M,支持五模及國際通用頻段。

不過當時K3V2並沒有集成基帶,而是外掛balong基帶,而是到了麒麟910才首次集成Balong 710。

海思能推出K3V2和Balong 710,當時長期分析各公司半導體晶片的相關人士還是很驚訝的,「能提供完成度如此高的晶片組的,基本上只有高通、聯發科和展訊通信。

移動處理器SoC的高度集成會是趨勢,我們可以看到以往設計移動晶片的公司除了現在的三星、蘋果、華為、高通、聯發科巨頭外,還有TI、Nvidia、Intel等等,但是為什麼現在能在移動市場留存的的只有聊聊幾家?實際它們或多或少都遇到了網絡連接,也就是基帶的問題。

其實對於基帶,很多人認為,只要是有做運營商業務的,做通信的,都能把他做好。

實際並沒有那麼簡單,現在通信設備領域的愛立信、諾基亞都曾經往這行業走,如意法-愛立信(ST-Ericsson)。

不過他們最終都推出了這個激烈的移動晶片市場。

其實從3G時代進入4G後,不同的制式和不同頻段給予這些做通信基帶的廠商很大的挑戰,尤其在中國這個4G通信最為複雜的市場,包括3G時代的TD-SCDMA、WCDMA、CDMA,還有4G的TD-LTE、FDD-LTE和複雜的頻段,這些都表明整個通信基帶模塊是很不好做的。

海思能攻克基帶方面的困難,這實際是奠定了未來發展的堅實基礎,而麒麟910能整合Balong 710才是它的殺手鐧,它能夠支持LTE Cat.4多模,下行速度高達150Mbps,這在當時甚至是領先高通的。

在通信方面積累的技術在此時已經逐漸顯現出來,而華為手機開始之初是定位於商務人士,而商務人士對於通話的需求是很高的。

由於全球範圍內,華為與各個運營商都有深入的合作,麒麟910支持CSFB、SGLTE/SVLTE、VoLTE/eSRVCC各種LTE通信模式下的語音解決方案。

旗下手機產品在通話質量、通話穩定性、漫遊廣泛性都能給予商務人士很好的信心,這時候華為的基帶通信優勢便是它的發展基礎。

華為麒麟910晶片,用Mali450MP4替換掉GC4000,並使用當時主流的28nmHPM製程工藝,較好解決了兼容性和功耗的問題。

從搭載其產品的華為P7和Mate 2來看,能獲得市場的認可。

2014:麒麟芯進入8核時代

關鍵詞:8核、LTE Cat.6

在前作K3V2和麒麟910的經驗下,華為海思也逐漸了解了用戶的需求,繼而加速開發下一代的產品,而麒麟920系列可以說是帶領了華為手機終端和海思進入了一個新的階段。

如果要說麒麟920,那就不得不提搭載它的華為Mate 7,這款產品在當年成為華為的爆款,也是華為真正踏入高端市場的代表,它的成功與麒麟920有著密不可分的聯繫。

麒麟920是全球首款商用並支持LTE Cat.6的SoC,採用了大小核的架構,集成了四核ARM Cortex A15和四核ARM Cortex A7,在GPU方面選擇了Mali T628MP4,在CPU和GPU方面都有提升。

依然採用成熟的28nm HPM工藝,整合了華為2013年發布的Balong 720,成為全球首款支持LTE Cat.6的的SoC晶片,下行最高能達到300Mbps,上行也能到達150Mbps。

從各項配置參數來說,麒麟920在910的基礎上可謂是大升級,首次採用8核的big.LITTLE架構(4×Cortex-A15 1.8GHz + 4 × Cortex-A7 1.3GHz的組合)。

big.LITTLE是ARM為平衡性能和功耗的問題所提出的解決方案,在低負載的時候關閉大核使用小核降低功耗從而提高續航,畢竟日常使用中多數情況下手機是低負載運行,在更低負載的時候只有i3協處理器運行。

華為Mate 7得益於麒麟晶片的強勁表現,大電池加上big.LITTLE的架構,其續航表現很優秀,同時諸如雙卡設計,優秀的通話通信都深受商務人士的喜愛,在上市後曾經出現一機難求的局面。

實際我們華為Mate 7身上還可以看到麒麟920系列晶片的驅動,當中之一便是對於按壓式指紋的支持。

在2013年9月iPhone 5S發布後,安卓陣營紛紛跟進,各家都推出搭載指紋識別的手機,不過實際體驗並不好,如三星滑動式解鎖識別率低,HTC指紋識別爆出指紋安全問題等。

而Mate 7的指紋識別整體設計與iPhone是同路數的,一樣是基於ARM的TrustZone,也就是晶片級的安全。

由於華為Mate 7晶片是自研的,因此對於TrustZone的設計更加容易而且自主,用戶的指紋並不會以不加密和數據共享的形式在手機存儲空間上放置,而是將其統一存放在晶片的獨立安全區域,因此Mate 7的指紋安全是能夠得到有效保障的。

此外在解鎖速度體驗上也做得不錯,集微網了解到,華為Mate 7產品總監李小龍表示「麒麟晶片,它裡面有一個安全區,安全區的處理能力比外面的大處理器是要弱很多的,它的運算效率是不如外面的,可是為了提高運算效率,華為經過反覆優化解鎖的時間才小於1秒」。

華為指紋識別的體驗也是需要麒麟晶片的系統支持才能夠保障,同時不要忘記其還是第一款支持LTE Cat.6的手機終端。

2013年,海思推出全球首款LTE-A Cat6平台。

2014年俄羅斯索契冬奧會上,基於海思平台的LTE CPE Cat6產品助力俄羅斯第一大運營商MegaFon發布LTE-A網絡。

麒麟920系列也最終集成了LTE Cat.6的基帶,這已經是經過了商用驗證的產品,通信網絡能力優勢繼續在這一代產品保持。

麒麟920這一代產品應該是華為海思成熟的標識,同時也是踏進主流的市場的開端。

華為Mate 7作為代表,在日常性能方面已經能滿足大部分人士的需求,同時良好的功耗和多核調度令其續航有優秀的表現,這一點很滿足商務人士的需求,此外拍照、指紋識別、網絡通話上網能力也很突出。

麒麟920成就了華為Mate 7,也使華為站穩了3000元價位的市場,進入高端手機的行列。

2015:保守前行 韜光養晦

關鍵詞:20nm A57架構

在麒麟920獲得成功後,2015年3月麒麟930正式發布,其集成了8核A53,依舊是28nm 工藝製程。

整體上看僅是麒麟920的一次小小升級,實現了平穩過度,在這樣一個升級的背後看似平平無奇,實際對於海思團隊裡面內部經歷了不少的思想鬥爭和選擇。

在2014年高通選擇了20nm的製程來製造驍龍810,這看上其實並沒有什麼問題。

移動手機晶片已經成為每年產品市場宣傳的制高點,而從當時行業環境來看,按照技術的演進,在行業頭部的廠商必然需要追求更高的性能,那在選擇工藝和內核上也會顯得更加激進。

在2014年手機處理器行業前後,工藝製程上28nm已經很成熟,那麼在當時能看到的下一代製程也就是20nm了,而ARM方面也需要同步加速內核的更新,那麼比前一代高50%性能的A57也就誕生了。

不過正是這一個組合產生了比較致命的功耗問題,雖然沒有權威的認證說明20nm和A57的組合便是發熱功耗的罪魁禍首,但是從各第三方的測試當中可以看到,在某個溫度上,A57內核會遭遇到過熱而降頻的現象。

這在當時業界普遍認為,驍龍810 的嚴重發熱與選擇的A57 架構和 20nm 製造工藝有很大的關係。

通過這事我們可以看到,並不是架構製程升級了,更強性能的內核便能適配上,這沒有我們外界想得那麼簡單,當中還需要經過深入的研發和驗證。

不知道是運氣還是其他原因,華為海思並沒有在麒麟晶片上採用過A57內核,而在這長達一年的時間裡面,就像上面所說的,麒麟930很保守地採用8核A53的設計,依然是28nm的工藝,對於一顆旗艦機採用的晶片來說,這在當時市場是不可「原諒」的。

當時所搭載麒麟930的華為P8、P8 Max等,回憶起體驗也是比較卡卡的,給人感覺並不能算是一款高端旗艦手機,這與其A53效能不足也有很大的關係,華為當時背著很多市場的壓力。

後來在一次採訪中,華為華為Fellow艾偉先生向媒體說起當時的事情是很,他也頗具感概:「手機晶片規劃如果能有這麼輕鬆就好了,有時候可能每年都升級工藝,有時候可能2-3年工藝都不變。

真正的挑戰不是Tick-Tock,是給消費者帶來新價值,消費者才不管這些。

確實,大部分消費者並不會關注你晶片的配置,他們更關注的是體驗,如果體驗不好或者是致命的,這會給企業帶來消極的影響。

雖然從艾偉的描述中看出,華為有一定的運氣成分,可是我相信企業在面臨技術選擇的適合,內部的思想鬥爭和最終決策還是經過了深思熟慮。

2015:麒麟再出發 強化拍照

關鍵詞:16nm A72架構

在避開了A57後,華為海思早早就與台積電合作,謀劃在2015年下半年這個時間點推出下一代麒麟旗艦處理器。

2015年11月麒麟950規格公布(直接集成了4核ARM Cortex A72和4核ARM Cortex A53,率先採用全球最先進的台積電 16nm FF+工藝)。

有人問麒麟940去哪了?在麒麟930推出後便有人預測下一代麒麟(麒麟940)的各種配置,同時傳言下一代Nexus也會採用。

可是最終麒麟940並沒有面世,我們從跟華為海思人士聊到,他也並沒有透露麒麟940的規劃。

可以確認的是華為內部必然有麒麟940的研發,不過並沒有推出市場預估跟當時市場和技術不成熟有關。

甭管麒麟940是否存在,麒麟950的上市會是當時麒麟晶片再出發的象徵,同時也從這一代產品開始,往後麒麟晶片更新的周期都是每年下半年,與Mate系列同步。

這在產品周期上會領先其他競爭對手至少一季,因為同時期的驍龍820的相關要到2016年年初才會上市。

麒麟950採用了台積電的 16nm FF+ 製程,電晶體密度是上一代產品的 2 倍;集成 4 個 2.3GHz 的 A72 核心 +4 個 1.8GHz 的 A53 核心,GPU 為全新的 MaliT880 mp4,頻率為 900MHz。

根據華為公布的資料,A72 的性能比 A57 提升了 11%,功耗也降低了 20%;台積電 16nm FF+ 是標準的 16nm FinFET 的增強版本,前者的性能和功耗都比後者要好。

另外,麒麟 950 還搭載了 i5 協處理器,並且劃重點的是,這一代晶片採用的是華為自主研發的圖像處理ISP,對於強化拍照體驗有很大幫助。

從麒麟950開始,其用在了華為Mate 8身上,最明顯的一個變化就是採用了自研的ISP模塊,並且集成在SoC裡面。

自研的ISP模塊使得華為可以從底層來優化照片的處理,呈現出漂亮的樣張。

手機拍照的過程大致是:光線穿過鏡頭到傳感器將光信號轉化為電信號,傳感器轉化後的電信號經過ISP處理並存儲為數字照片。

我們照片時常說的圖片的銳化、降噪、優化色彩等都是在ISP中處理完成的,除此之外,如今的ISP還肩負著實現相位、雷射、反差等混合對焦運算以及提供對於雙攝像頭支持等的重任。

自研ISP的威力在2016年推出華為P9上開始呈現,2016年華為攜手徠卡推出雙攝手機,德味便開始流行起來。

當時手機拍照要想取得突破其實很難,搭載徠卡雙攝是一個賣點,也能獲得徠卡在後期圖片處理算法上的一些經驗和技術,不過只有徠卡雙攝並不夠,當中自研的ISP作用是很大的。

事實上從P9開始,華為手機已經逐步進入手機拍照的第一梯隊,包括後來的P10、P20、mate 9,mate 10等,在專業的相機評測網站DXO,均處於第一陣營,而最為突出的是今年P20系列的P20和P20 Pro更是領先一眾旗艦機,突破100分大關,P20 Pro綜合分數達到109,傲視群雄。

基帶方面一直是華為比較有實力話語權的地方,不過這次麒麟950依舊非常保守地集成了前年的Balong 710,奉行夠用就好的原則,這多少讓人有一點可惜。

不過其實華為海思也在發布會同步展示了Balong 750,支持 LTE Cat.12、Cat.13 UL 網路標準,理論下載速率高達 600Mbps,上傳速度也達到了 150Mbps。

這說明並不是華為在基帶通信方面的儲備不足,而是華為海思一向走得相對保守的路線,考量有市場和成本技術等方面。

分析師潘九堂表示:「麒麟 950 最關鍵優勢在於時間領先高通 820 和三星 M1 一季以上,打了一個時間差。

」因此你說麒麟950要對上驍龍820實際是並沒有優勢,不過其有時間差,可以領先至少一個季度。

當然麒麟950是否直接對決驍龍820、三星M1等還不好說,這些都是媒體和市場所渲染的,而華為內部定在下半年這個時間點發布出貨,相信更多是遵從自身的終端產品發布的需求。

2016:選擇16nm好節點 獲先發優勢

關鍵詞:全面 里程碑

選擇合適的製程,這不但對於產品產生積極推進的因素,同時也是能順利保證量產的關鍵。

你有更好的技術,但是市場不等人,沒有產品就沒有話語權。

華為晶片於2016年10月推出了麒麟960晶片,它被稱為華為晶片又一次里程碑。

麒麟960首次配備ARM Cortex-A73 CPU核心,小核心為A53,組成四大四小的big.LITTLE組合,GPU為Mali G71 MP8。

與上一代相比,CPU能效提升15%,同時,圖形處理性能提升180%,GPU能效提升20%,存儲方面支持LPDDR4和UFS2.1,號稱DDR性能提升90%,文件加密讀寫性能提升150%。

可以看到麒麟960相比麒麟950,在CPU部分並不能說有大的提升,配備的A73要比A72性能強上一點,可是在GPU部分的性能和能效的提升是非常可觀的,同時諸如LPDDR4和UFS 2..1的存儲規格都支持上了。

最重要的一環便是麒麟960在IP選擇和製程選擇上並沒有過於激進,依然採用ARM最新優化的A73架構,還有台積電的16nm FinFET Plus製程,能夠保證處理器的性能和功耗,同時有不會擔心有量產的問題。

先於驍龍835推出,依然能獲得先發的優勢,而驍龍835是在2017年年初發布,但是礙於三星10nm工藝的問題而導致量產延遲。

為什麼說麒麟960是華為海思的里程碑產品?因為它既有市場上頂尖的的各項配置,又是能獲得市場充分驗證認可的產品。

麒麟960的升級是全面的,其彌補了麒麟950基帶上的遺憾,直接繼承Balong 750基帶,支持四載波聚合(4CC CA),峰值下載速率高達600Mbps,達到了LTE Cat.12;同時支持2G/3G/4G多頻段雙卡漫遊,無需更換手機便可在世界更多地方實現流暢通訊。

最重要的一點,華為首次將CDMA作為模塊集成麒麟晶片里,自此擁有了全網通能力。

這也讓華為全網通手機從此擺脫了所謂的「電信魔咒」,因為華為實際並不是沒有CDMA的技術,只不過在以往CDMA上的專利和技術儲備尚不足。

Balong增加CDMA不是難事,難就難在背後複雜的智慧財產權交叉協議,當然這些華為在麒麟960身上已經很好地解決了。

麒麟960獲得了不俗的成績,它被當時美國科技媒體Android Authority評選為「2016最佳安卓手機處理器」。

2017世界智慧型手機大會及移動終端產業大會上,華為麒麟960榮獲產品技術進步獎,同時搭載麒麟960處理器的華為旗艦P10也榮獲智慧型手機行業突出貢獻獎。

而在2016年世界網際網路大會上,麒麟960被大會推薦為「世界網際網路領先科技成果」。

華為麒麟960把華為海思推進到一個新高度,從產品體驗來說,華為Mate 9,華為P10也獲得熱烈的市場反應,而我記得便是從華為P9開始,真正去體驗Mate系列和P系列,也把其作為自己的主力機器去使用。

你要知道,對於長期從事媒體行業的人員來說,有時候能把廠商的一部手機終端作為日常主力機使用,這已經是足現這部手機的實力,因為往往媒體人對於產品的體驗是苛求的。

麒麟960很好地回應了當時外界的一些質疑,其進化和升級是全方位的,它無疑已經處於行業的頭部位置了。

2017:人工智慧橫空出世

關鍵詞:NPU AI 三攝

來到2017年,AI成為了全行業的熱話。

近年來,人們逐漸認識到計算晶片對於人工智慧的重要性,圍繞 AI 任務進行專有加速的晶片越來越多,但無論是 AlphaGo 背後的谷歌 TPU 還是加入了全新 Tensor Core 結構的英偉達 Tesla V100,這些晶片都是為伺服器端進行設計的。

實際在移動端,對於機器加速學習的SoC一直在探索階段,而華為海思麒麟970則是對於AI晶片在移動端側的首次嘗試。

如果要用一句話來評價一下麒麟970,我們可能會說:「業界第一個真正意義上的手機AI處理器。

」。

沒錯,麒麟970就是這樣一款具有前瞻性的晶片,它在2017年9月的IFA展會上正式發布。

麒麟前兩代產品和競爭對手相比,在各方面都互有勝負,而到了這一代,麒麟970不但繼承了前作的所有領先技術,同時開啟了屬於自己的一個AI時代。

麒麟970採用了業界最先進的工藝,內置 4 個用於處理重負載任務的 Cortex A73 核心,4 個 Cortex A53 核心,同樣是big.LITTLE架構,採用了最新的台積電10nm的製造工藝。

GPU 則為全新一代具有 12 個核心的 Mali-G72 MP12,所有參數都達到了旗艦產品的級別。

通信方面,麒麟 970 集成了自家基帶支持全球最高的通信規格 LTE Cat.18/Cat.13,實現了業界最高的 1.2Gbps 峰值下載速率。

各項參數都有一定的提高,同時最重要的一部分是升級了製程,能在一定面積上容納更多的電晶體,這給予加入AI模塊NPU提供了可能。

當然麒麟970最引人注目的還是那個全新設計的 HiAI 移動計算架構了,他是第一次在移動設備層面上把神經網絡模型的硬體計算加速能力融合進晶片中去。

這也是業內第一次在手機晶片中出現了專門用於進行人工智慧方面計算的處理單元。

華為方面表示,新的計算架構以及計算單元對於機器學習任務處理性能(相對於手機 CPU)提升了數十倍,最高可達到傳統處理器 25 倍速度,50 倍能效。

這種性能提升可以讓此前很多無法在移動端使用的機器學習應用走向工程化和實用化。

值得留意的是,華為在麒麟970加入AI運算模塊NPU,並不是其自己一個開發的,而是與寒武紀聯合深度合作的。

雙方團隊在AI計算處理方面進行了聯合開發與優化,通過高效靈活的異構計算來最大化發揮 CPU/GPU/ISP/DSP/NPU 的性能,同時首次集成專門用於神經網絡任務處理的 NPU(Neural Network Processing Unit)計算單元,其加速性能和能效比大幅優於CPU和GPU。

實際要加入這個NPU,要克服的困難還不少。

要在移動端晶片加入AI處理的NPU單元,並不像在桌面和伺服器晶片加入那麼簡單,它需要考量晶片SoC的面積還有移動端的功耗。

通過台積電10nm的工藝,其讓同樣面積(10×10 毫米)下電晶體數量提升到了 55 億個,為 AI 計算單元讓出了空間,同時在很小的面積下提升了晶片的計算性能。

當然只有硬體模塊還不足夠,在應用層面,為了讓NPU真正做到商用還需要做大量研究和測試,同時在結構上也要協調好NPU與其他晶片內的單元的協作,所以當中的挑戰有多大是不言而喻。

幸好華為海思在AI應用上已經提早了布局,開放埠給開發者來匹配調用麒麟 970 的AI接口,目前麒麟 970 的AI慧眼拍照、AI語音、AI隨行翻譯已經能夠在手機上體驗到,而且還在進一步增長中。

同時又有著自有手機品牌的優勢,對於AI性能的運用也將更加靈活。

華為在技術創新中和行業資源整合中走在了前面。

除了AI方面,麒麟970在ISP拍照方面也是值得一提。

在麒麟970上,自研雙攝ISP技術已經升級到第三代。

集微網了解到,在麒麟970的研發過程中,包括拍照處理響應時間、對焦、運動檢測、曝光策略等全流程進行了深入優化。

新一代的ISP性能得到了顯著改善,吞吐量提升25%,使得整個拍照的綜合響應時間縮短了30%,用戶從按下快門到最終成像的時間大大縮短。

我們在華為Mate 10上已經能看見其拍照能力的進一步提升,而在年初發布的P20系列上,更是首次出現三攝像頭的配置,同時還有特別定製的CMOS。

擁有了好的拍照硬體,在算法處理的晶片層面上,這就需要麒麟970團隊去攻克難題和提升性能。

據記者了解,麒麟970團隊在拍攝功能方面於三年前便開始著手進行研發規劃,期間收集了大量用戶反饋,並進行深入細緻的研判,ISP、算法、Camera方案等。

有著良好的硬體,也有不俗的算法,此時候如果再有AI的賦能,那便是絕佳的組合。

AI的引入,也使得麒麟970具備了「慧眼」功能,AI可以使得相機從識別場景,到理解場景。

有人說華為P20從你按下快門拍照的適合,它已經完成了從前期的場景識別到後期圖像處理的所有過程。

如果說場景拍攝方案是基於算法的集成,那麼具備了更強大計算能力的NPU,將會使得在同樣的功耗下,可以集成的方案越來越多,同時NPU還具備自我學習能力,可以根據積累的數據進行最優算法運行。

AI會遍布手機的各個體驗,無處不是AI。

麒麟970毋庸置疑是向前了一大步,是這個手機AI晶片的領導者。

雖然AI之路還有很長,當中需要披荊斬棘,但是麒麟970必然是這條路上開拓者和創新者。

2018:首發7nm?二代AI NPU駕臨

關鍵詞:7nm 自研GPU

麒麟980要到月底的IFA展會上才會正式發布,現在從各種曝光的信息來看,麒麟980應該會採用台積電的7nm工藝,這樣它便會成為首款7nm的SoC。

採用4個A77大核+4個A55小核的架構,最高主頻為2.8GHz。

GPU方面傳言會搭載華為的自研GPU,不過尚未證實。

即使沒有自研GPU,也必然會搭載華為最新開發的GPU Turbo技術。

這是一項軟硬體層面上的優化技術,通過軟硬體的協同處理,達到60%的性能增長,以及 30% 的功耗降低,不過其需要針對特定的遊戲開發。

其實在這麼多曝光當中,7nm算是比較靠譜的。

即使各種消息傳言7nm技術難度大,距離真正可量產日期也是一拖再拖,成本也高。

不過在今年6月台積電舉辦的技術研討會上,CEO魏哲家表示7nm製程的晶片已經開始量產,並駁斥了台積電7nm良率提升緩慢的傳言。

同時,他透露增強版7nm晶片Tape out將在今年第三季進行風險性試產,明年量產。

有了台積電方面的發言,那麼這就表示7nm一切在計劃當中,去年華為搶先發布了第一款AI處理器麒麟970,那麼在今年IFA上會不會給我們帶來首發7nm的旗艦處理器?這個我們拭目以待。

除了7nm,當然還有A77,曝光的消息稱麒麟980採用4個A77大核+4個A55小核,最高主頻為2.8GHz,A77也是首發。

不過按照ARM的節奏,其在6月份才正式發布了A76和G76,因此短短兩三個月再發布A77的可能性並不大。

此外麒麟980不會少了AI功能,預計繼續採用寒武紀最新的IP提升人工智慧性能。

寒武紀5月發布的Cambricon-1M 採用台積電7nm 工藝生產,8 位運算效能比達 5Tops/watt(每瓦 5 萬億次運算),提供三種尺寸內核(2Tops/4Tops/8Tops)滿足不同場景下不同量級智能處理的需求。

GPU方面是否採用自研會比較讓人期待,實際華為2014年便開始著手籌劃自研GPU,可以肯定的是,這個計劃必然存在,只不過是否在麒麟980上採用,這還是要打個問號。

實際自研GPU的難度一點也不小,除了硬體模塊,在軟體驅動方面也是困擾了多個廠商。

基帶通信方面,這應該是業界除高通外,華為最有底氣的技術儲備。

今年2月的MWC上,華為發布全球首個支持8×8 MIMO技術的4.5G LTE 調製解調晶片——Balong 765(巴龍765),相對於4×4 MIMO,8×8 MIMO技術的頻譜效率提升達80%,支持LTE Cat.19,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。

不過麒麟980是否會集成還是未知數,因為一方面Balong 765開發之初並不是給手機處理器優化開發,當中如果需要繼承還需要一定的時間進行適配;另外一方面就是按照前人經驗推算,當年麒麟950也沒有第一時間集成其最新的Balong 720,而是到麒麟960才集成,那麼最新的Balong 765也有可能會放在再下一代的麒麟晶片上集成,而麒麟980繼續用著970的基帶也是可以的。

其實對於麒麟980,我們估計最值得期待的便是其7nm的工藝,還有最新ARM的內核,當然會否用上自研GPU也是一大亮點,當然AI NPU還有ISP等也是我們應該要關注的。

總結

回到2012年,從麒麟芯的初成到現在的茁壯成長,其6年的成長經歷會是非常神奇。

在麒麟誕生前的厚積薄發,技術儲備和實力是其能在成長中屹立不倒的重要基礎。

實際麒麟的誕生,初心其實很簡單,那就是通信連接。

外界很多朋友認為華為投入手機晶片是在效仿學習三星和蘋果,其實並不全是。

華為投入晶片設計研發具有與三星蘋果完全 不一樣的戰略考量,從產品來看三星和Apple主要晶片設計的重點是應用處理器,而華為海思過去幾年的核心其實是基帶,對於華為而言,基帶晶片是聯繫電信設備與手機的紐帶。

也正因為有了這個初心,麒麟晶片才能快速崛起,這與其通信晶片Balong的成功是密不可分的。

智慧型手機晶片基本是得基帶者得天下,華為在通訊領域幾十年的積累是他們取勝的關鍵。

老實說,我並不是一個長期密切跟進華為的人,不過在查閱整理了麒麟這一路的成長資料後,我由衷從心底會是敬佩這個手機移動晶片領域的產品。

我本還打算從這將近1W字的記錄當中能說出或者總結出一些諸如異構運算、高集成度趨勢、AI為王等話語,不過我已經放棄這個念頭,麒麟的成長或許正是我國半導體行業奮鬥的縮影,任何文字都已經顯得有一些蒼白,或者說我已經無從去說一些什麼。

華為成長下來還有很多不足,而海思也是如此。

華為海思麒麟或許並不是最好的手機晶片,可是我們慶幸中國還有華為,還有海思,還有麒麟芯。

時光若水,歲月如歌,麒麟芯的發展會是光明廣闊的。

後記:

在8月3日的華為2018年上半年消費者業務業績溝通會,華為消費者業務CEO余承東已經明確透露2018年IFA展華為將發布全球首個商用7nm手機SoC,麒麟980。

「我們下半年發布的晶片,將遙遙領先高通845和蘋果的晶片。

」余承東表示。

麒麟980會否帶領麒麟進入另外一個新高度,讓我們拭目以待。


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