Глава Huawei Consumer Business Group представил в рамках выставки IFA 2019 новый флагманский процессор, получивший название Kirin 990 5G. Это 7-нанометровая система на чипе, которая впервые в истории Huawei включает в себя модем 5G с работой в сетях NSA и SA, 10,3 миллиарда транзисторов, нейроморфный сопроцессор с архитектурой Da Vinchi и 16-ядерное графическое ядро. Презентацию нового процессора Ричард Ю разбил на три части, первая касалась 5G, вторая AI, а третья производительности. Давайте рассмотрим каждую из них по отдельности.
Содержание
В прошлогоднем 7-нанометровом процессоре Kirin 980 компания Huawei смогла вместить 6,9 мдрд транзисторов, но благодаря улучшенному техпроцессу с использованием EUV-литографии в Kirin 990 5G их количество выросло до 10,3 млрд. Это почти в два раза больше, чем в Kirin 970, который вышел всего два года назад. При этом на чипе Kirin 990 также находится модем 5G, что является важным нововведением, так как раньше у Huawei и других производителей были только отдельные 5G модемы, которые тоже как-то нужно было размещать на компактной материнской плате смартфона. Собственно, по словам Ричарда Ю, новый чип Huawei на 36% компактнее, чем Snapdragon 855 с модемом X50 и Exynos 9825 с модемом 5100.
Но интеграция нового модема 5G в сам процессор важна не только из-за уменьшения размеров, а и благодаря тому, что он потребляет меньше энергии, а значит меньше греется. В Huawei отмечают, что их чип при использовании высоких скоростей сети 5G потребляет на 20% энергии меньше, чем Snapdragon 855 с модемом X50.
При этом лёгкое использование сети требует на 44% меньше энергии, как с активным BWP, так и без него. И здесь стоит немного объяснить, что Bandwidth Part (BWP) это функция стандарта 5G New Radio (NR), которая сама по себе была разработана для того, чтобы уменьшить энергопотребление пользовательских устройств.
В 5G модеме Huawei также используется усовершенствованный адаптивный приемник для обеспечения стабильности и безопасности соединения. В компании отмечают, что это позволяет обеспечить высокую скорость передачи данных даже если абонент едет на скорости 120 км/ч.
Ещё одна интересная особенность чипа Kirin 990 с 5G модемом, это его способность работать как в неавтономных сетях 5G NR (Non-Standalone, NSA), так и автономных (Standalone, SA). Почему это важно? Дело в том, что сейчас сети 5G строятся в основном для улучшения мобильной широкополосной связи (eMBB), то есть повышения скорости передачи данных в сети. Это первая стадия внедрения 5G и основана она на существующей инфраструктуре 4G LTE с использованием частот миллиметрового диапазона, поэтому такие сети и называются неавтономными. Следующим этапом внедрения 5G будет строительство полностью новой инфраструктуры, в которой будет своё ядро сети и будут использоваться частоты не только миллиметрового диапазона, но также низкого и среднего. Это позволит увеличить покрытие 5G сетей и обеспечить в них более стабильную передачу данных на высокой скорости. Это будут автономные (Standalone, SA) сети 5G. Соответственно, уже сейчас Huawei делает задел на будущее, чтобы пользователи её смартфонов могли использовать высокоскоростную передачу данных даже через несколько лет, когда операторы планируют начать запуск автономных сетей 5G.
Также стоит отметить, что Kirin 990 поддерживает использование двух SIM-карт, одна из которых будет поддерживать стандарты 2G, 3G, 4G и 5G, а вторая 2G, 3G и 4G.
При этом на первой SIM пользователь сможет использовать интернет в сетях 5G, а на второй принимать звонки через VoLTE. Более того, при звонке через VoLTE на первой SIM-карте, вторая тоже сможет получать входящий звонок.
В Kirin 980 компания использовала двойной нейроморфный процессор (Neural Processing Unit, NPU), который ускоряет на смартфоне работу машинного обучения. В аппаратах компании он, в частности, необходим для распознавания объектов в приложении камеры и изменения параметров съёмки. В Kirin 990 для этого и других задач, связанных с «искусственным интеллектом» используется новый NPU с архитектурой Da Vinchi, при которой высокопроизводительное ядро дополняет ещё одно небольшое, отвечающее за выполнение простых задач.
В числе прочего, это позволяет уменьшить энергопотребление NPU, для той же функции распознавания лица меньшее ядро потребляет в 24 раза меньше энергии, чем большое.
При всём этом рост производительности NPU позволяет Kirin 990 в реальном времени производить сегментацию сразу нескольких объектов на видео на уровне пикселей. Нечто подобное Huawei показывал и во время анонса Kirin 980, но тогда речь шла о распознавании одного объекта на видео, при этом в смартфонах компании эта функция так и не появилась. Надеюсь, в этот раз у Huawei получится её реализовать, так как выглядит демо очень многообещающе.
В целом, по словам компании, её NPU поддерживает большое количество платформ и моделей для обучения нейросетей, в числе которых HiAi, Tensorflow и Android NN.
Kirin 990 5G построен по архитектуре big.Middle.LITTLE, которую Huawei начал использовать в прошлом году с Kirin 980. В её основе лежит схема 2+2+4 с двумя производительными ядрами Cortex-A76 с частотой 2,86 ГГц, двумя ядрами Cortex-A76 с пониженной до 2,36 ГГц частотой и четырьмя энергоэффективными ядрами Cortex A-55 с частотой 1,95 ГГц. Эта архитектура позволяет процессору использовать самые производительные, а значит и самые энергозатратные, ядра только в очень требовательных задачах, в то время как со всем остальным легко справляются младшие.
Kirin 990 получил обновлённый графический ускоритель Mali-G76, который теперь оснащается 16 ядрами. Во время презентации Ричард Ю заявил, что этот чип на 6% быстрее, чем Adreno 640 в Snapdragon 855 и на 20% энергоэффективнее.
При том же количестве FPS в играх Kirin 990 должен расходовать меньше энергии аккумулятора, что позволяет играть дольше.
Ещё одно большое нововведение в Kirin 990 – это новый процессор обработки цифровых сигналов (ISP), который уменьшает количество шума в фото и видео, при этом более энергоэффективный, чем прошлый.
Новый ISP поддерживает сопоставление блоков и 3D-фильтрацию (BM3D) и в Huawei утверждают, что он позволяет уменьшить шум на снимках и в видеороликах до того же уровня, что и в зеркальных фотоаппаратах.
Вместе с флагманским процессором Kirin 990 5G была анонсирована его версия Kirin 990 без поддержки сетей пятого поколения. Но кроме отсутствия модема 5G чипы отличаются и другими характеристиками. В младшем Kirin 990 немного снижена частота среднего и энергоэффективного кластера ядер, в нейроморфном процессоре используется одно высокопроизводительное ядро, а не два, а также производство чипа происходит без EUV-литографии.
Первыми смартфонами Huawei с новым процессором Kirin 990 станут флагманы Mate 30 и Mate 30 Pro, официальная презентация которых состоится 19 сентября.