Innehåll
- HiSilicon Kirin 990 specifikationer
- Huaweis första integrerade 5G-mobila SoC
- En välkänd CPU-kärnkonstruktion
- Kirin 990 GPU- och NPU-prestanda ökar
- Driva fotboll i bästa klass
-
- Varför ingen Cortex-A77 eller Mali-G77?
- Vad du kan förvänta dig av Kirin 990-telefoner
Vid IFA 2019 har Huawei's HiSilicon presenterat sin senaste mobilapplikationsprocessor - Kirin 990. Denna chipset kommer utan tvekan att driva den kommande Huawei Mate 30-serien samt nästa års efterföljare till Huawei P30 Pro.
Sedan förra årets Kirin 980 lovar 990 uppgraderingar till AI-prestanda och nätverksfunktioner. Det finns också välkända prestandaförstärkningar, även om det kanske inte är helt på det sätt som vissa hade förväntat sig. Andra anmärkningsvärda funktioner inkluderar en inbyggd maskininlärningslösning, företagets första 5G-integrerade modem och förbättrade bildbehandlingsfunktioner.
Kirin 990 jämför mycket positivt med chipsets som för närvarande finns på marknaden. Huawei är dock alltid först ut ur porten med sina nästa gen-processorer. Vi måste vänta på Qualcomms nya Snapdragon-tillkännagivande mot slutet av året och Samsungs nästa gen Exynos innan vi drar slutsatser om hur nästa års flaggskeppssmartphones jämför.
HiSilicon Kirin 990 specifikationer
Huaweis första integrerade 5G-mobila SoC
Samsung försökte stjäla Huawis åska med sitt 5G-integrerade Exynos 980 tillkännagivande, men Kirin 990 är den första flaggskeppsmodellen mobila SoC som kan skryta med ett integrerat 5G-modem. Det är också kompatibelt med 4G / 5G-multiläge, vilket betyder att Kirin 990 stöder både 4G- och 5G-nätverk i ett enda paket och kan överföra data över båda samtidigt för att säkerställa en solid anslutning.
Det finns två huvudfördelar med integrerade modem jämfört med de nuvarande implementeringarna av två chip. Den första är för PCB- och kiselområdet, som Huawei var angelägen om att påpeka under en presentation. Kirin 990 tar 36% mindre plats än ett Exynos 9825 och 5100-modem eller en Snapdragon 855 och X50-kombination. Den andra fördelen är att denna mindre, integrerade lösning förbrukar mindre ström, vilket innebär längre batteritid. 5G-modemet är nu också tätt i kombination med en mer effektiv schemaläggare och kräver inte ett andra block av DRAM, vilket sparar både kostnader och strömförbrukning.
Det finns inget stöd för mmWave-frekvensband i Kirin 990, vilket är en strålande underlåtenhet. Även om detta kanske inte är ett sådant problem eftersom chipset inte kommer att ta sig till mmWave-tunga USA ändå. Huawei säger att Japan är den enda andra marknaden med bred mmWave-adoption, och även då ser de det som valfritt snarare än obligatoriskt inslag i dess nuvarande tillstånd. Huawei har fortfarande sitt Balong 5000-modem, om det skulle vilja släppa en mmWave-kapabel telefon, men sub-6GHz har Huawei täckt i Kina och Europa för en omedelbar framtid. När det gäller hastigheter toppar 5G-nedladdningar 2,3 Gbps och uppladdningar kan nå 1,25 Gbps.
Intressant nog tjänar Huawei upp 4G- och 5G-varianter av Kirin 990. 4G-modellen erbjuder 1,6 Gbps nedladdningshastigheter, med 5-kanals bäraraggregation och 4 × 4 MIMO. Detta är en flexibel strategi utformad för att hålla kostnaderna nere på marknader som inte kommer att se 5G på några år till.
En välkänd CPU-kärnkonstruktion
Med arm CPU-kärnkonstruktioner som fortsätter att driva prestanda till bärbar datorklass, är smarttelefonchipdesigners allt mer geniala i sin design av flerkärniga DynamIQ-kluster. Precis som Kirin 980, erbjuder Kirin 990 tre distinkta CPU-klock- och spänningskraftdomäner, som vi kommer att kalla de stora, mellersta och små klusteren. I själva verket verkar designen väldigt lika.
Det stora klustret rymmer två Arm Cortex-A76 CPU-enheter snarare än den senaste Arm Cortex-A77. Klockhastigheten toppar vid 2,86 GHz, upp från 2,6 GHz, vilket Huawei påstår leder till en ungefär 10% prestationsvinst över Qualcomms Snapdragon 855. I mitten ser vi ytterligare två Arm Cortex-A76-kärnor med en maximal klockhastighet på 2,36 GHz . Detta är ett anmärkningsvärt uppsving till förra årets 1,9 GHz-klocka och utan tvekan den största förändringen i CPU-konfigurationen. Huawei konstaterar att en förbättring av prestandan för de mellersta kärnorna förbättrar användarupplevelsen för många vanliga apptyper. Företaget hävdar fortfarande klassledande krafteffektivitet.
Den centrala CPU-kärnan är mycket viktig för vardagligt bruk
Dr Benjamin Wang - Huawei
Slutligen innefattar det lilla klustret fyra välkända Cortex-A55-kärnor med låg effekt. Dessa kärnor används över mobila CPU: er från alla tillverkare för att hantera bakgrunds- och lågeffektuppgifter med maximal energieffektivitet. Valet av en klockhastighet på 1,95 GHz innebär att dessa kärnor kan hantera några mer krävande uppgifter, men de flesta av dessa kommer att flyttas till mittklustret för snabbare slutförande. Cache klokt, installationen är identisk med Kirin 980 i alla kärnor.
Kirin 990 behåller klusterkonstruktionen 2 + 2 + 4 som introducerades med Kirin 980. Toppresultatet har förlängts tack vare en del klockhastigheter som kommer från optimeringar och Huawis kännedom om Cortex-A76. Samtidigt bibehålls krafteffektivitet genom användning av mycket optimerade mellan- och små kluster. Dock ökar klockan att driva CPU: erna mot sin gräns, så vi kommer att noga se efter eventuella knock-on-effekter på strömförbrukningen.
Det är lite nedslående att inte se de senaste Arm Cortex-kärnorna som visas i Kirin 990. Företaget verkar nöjd med CPU-prestanda som det står, något som jag inte håller med om. Istället har Huawei valt att fokusera på andra prioriteringar. Förutom införandet av 5G gör Kirin 990 några stora förändringar i sin GPU och NPU-installation.
Huawei visas innehåll med sin CPU-design, i stället fokuserar på större prestanda ökar någon annanstans
Kirin 990 GPU- och NPU-prestanda ökar
Precis som med Kirin 990: s CPU har GPU-designen samma Arm Mali-G76-kärnor som förra året. Det finns inga tecken på den senaste Mali-G77 här. Huawei har emellertid ägnat avsevärt mer kiselområde till grafikprestanda den här gången och har 16 Mali-G76-kärnor inuti.
Detta överträffar de 10 kärnorna som användes i sin tidigare generation, liksom de 12 Mali-G76-kärnorna i Samsungs Exynos 9820. Huawei hävdar också att Kirin 990 slår Snapdragon 855s Adreno 640 GPU med 6% i prestandatester och med 20% i energieffektivitet. Effektivitetsvinsterna kommer från att använda ett stort antal GPU-kärnor men med en lägre klocka. Kirin 990 GPU klockor på bara 600 MHz jämfört med 720 MHz i Kirin 980.
Med fler kärnor kan Huawei tappa GPU-klockan till 600 MHz för förbättrad energieffektivitet
En Mali-G76 MP16 GPU-implementering är en rejäl investering i grafik-kiselområdet. SoC kompletterar detta med en ny "smart cache" eller systemcache som Qualcomm kallar det i Snapdragon 855. Denna cache är utformad för att ladda ner minnesbandbredd när du kör krävande applikationer, till exempel spel, och delas mellan CPU, GPU och NPU. Huawei säger att detta kan minska DDR-bandbreddskraven med 15% och förbättra strömförbrukningen med 12%.
Slutligen har Kirin 990 en förbättrad version av Kirin 980s AI-baserade schemaläggare. Den här programvaran balanserar energiförbrukning och prestanda över CPU, GPU och DRAM och ser fram emot nästa ram för att förutsäga den nödvändiga balansen mellan resurser för maximal effekteffektivitet och prestanda. Tekniken fungerar på varje spel, så det sker ingen optimering per app. Intressant nog skalar schemaläggaren inte bara klockhastigheter utan hanterar dynamiskt kärnspänningar också för att finjustera effekthantering.
Kirin 990 är en ganska stor vinst för Huawei och Honor mobilspelare.
Kirin 990 är Huaweis första SoC med flaggskepp med sin egen DaVinci NPU-arkitektur. Denna design dök ursprungligen in i mitten av Kirin 810 tidigare i år.
990 har en liten NPU för alltid applikationer och en stor NPU för mer krävande arbetsbelastningar. Faktum är att 5G-varianten av Kirin 990 har två stora NPU-kärnor för ännu mer processorkraft. Målet med spelet är den bästa balansen mellan effekteffektivitet, med den lilla NPU som erbjuder upp till en 24x krafteffektivitetsförbättring för arbetsbelastningar som skärmupplåsning av ansiktsigenkänning.
De stora och små NPU-kärnorna är båda baserade på samma arkitektur, som skalar från enheter med extremt låg effekt upp till molnservrar. Arkitekturen består av tre bearbetningsenheter för skalar-, vektor- och kuboperationer. Kubprocessorn är utformad speciellt för vanliga fused multiply-add (FMA) och multipla ackumulerade operationer (MAC). NPU stöder 16-bitars och 8-bitars flytpunktsnummer.
Kirin 990 är inte blyg för maskininlärningsprestanda. Faktum är att Huawei hävdar att det är den mest kraftfulla NPU i mobilutrymmet, åtminstone när du kör ETH AI-riktmärket. DaVinci-designen erbjuder en 1,88x prestandaförbättring jämfört med den dubbla NPU-enheten i Kirin 980.
Driva fotboll i bästa klass
Huaweis flaggskeppstelefoner fick ett gott rykte baserat på utmärkta fotofunktioner. En del av detta är tack vare Huawies bildsignalprocessor (ISP), som går in i sin femte generation med Kirin 990.
Huawies senaste Internetleverantör ökar produktionen med 15% samtidigt som den minskar energiförbrukningen. Men den här uppgraderingens mest övertygande funktion är väsentligt förbättrade ljudreduceringsfunktioner, ned 30% för bilder och 20% för video. Detta driver ytterligare Huawis fotografering med svagt ljus till toppen av marknaden.
Detta är den första mobila SoC med inbyggd DSLR-grad BM3D-brusreduceringsteknologi.
Nyckeln till dessa förbättringar kommer från införandet av block-matchning och 3D-filtrering (BM3D) bullerreduceringsstöd inom hårdvara - ett första för smartphones. Den här tekniken är vanligtvis associerad med DSLR-kameror och det är en kraftfull denoise-algoritm som kan köras i nära realtid. Kirin 990 påskyndar BM3D genom att köra algoritmen på ISP med dedicerad hårdvara. I mjukvara skulle samma algoritm helt enkelt köra för långsamt och konsumera för mycket kraft.
Kirin 990 stöder upp till 64 megapixelkameror. Företaget låter inte alltför oroligt över utsikterna för 108MP kameratelefoner som förväntas träffa marknaden snart. För videobuffs stöder Kirin 990 nu 4K 60fps kodning och avkodning. Chipet implementerar också förbättrade temporära, rumsliga och frekvensbaserade brusreduceringsteknologier.
Varför ingen Cortex-A77 eller Mali-G77?
Den stora frågan som hänger över Kirin 990 är varför använder den inte Arm senaste Cortex-A77 CPU eller Mali-G77 GPU? En potent fråga när både Samsung och MediaTek har lägre produkter som använder dessa komponenter.
På frågan beskrev Huawei två viktiga skäl: mål för energieffektivitet och suboptimal prestanda på 7nm.
Han talade med Huaweis Dr Benjamin Wang och konstaterade att ingenjörerna utvärderade Cortex-A77 och Mali-G77 mot dess befintliga urval och fann att för samma prestanda förbrukar dessa två processorer mer kraft. Mali-G77- och Cortex-A77-kärnorna är också något större än G76 respektive A76. När det gällde GPU ville Huawei ha fler kärnor för att sänka klockspänningen och förbättra effektiviteten, vilket den hävdar ger bättre resultat än att flytta till G77. I stället ser Huawei 5nm som en mycket mer lämplig nod för dessa nästa genchips. Vi måste vänta på nästa steg innan Huawei antar dessa kärnor.
Om du vill utnyttja A77 till fullo, tror vi att 5nm-processen är ett måste
Dr Benjamin Wang - HuaweiFörutom ovanstående noterade Dr Wang att Huawei's ingenjörer har blivit mycket bekanta med sin A76- och G76-design under de senaste åren. I stället för att arbeta från början med en ny design har Huawei kunnat pressa ut extra prestanda och optimera delar av Kirin 990 för att uppnå högre prestanda. Han jämförde Samsungs 2,2 GHz Cortex-A77 i Exynos 980 med Kirin 990s A-76 på 2,86 GHz och krävde en 10% prestationsvinst för Kirin. Det låter lovande, men jag har fortfarande kvarvarande frågor om hållbara prestanda och kraftdrag med dessa mycket höga klockor.
Huawei föreslår att du inte alltid behöver gå till de senaste delarna för att uppfylla dina designmål, och företaget är övertygade om att Cortex-A76 och Mali-G76 är de bästa komponenterna för energieffektivitet och lämplig användarprestanda vid tillverkning vid 7nm . Det kommer att vara intressant att se om Huaweis konkurrenter inte håller med när de lanserar sina egna flaggskeppsprodukter. Vi kan inte heller rabattera att den pågående handelstvisten mellan Kina och USA också kan ha spelat en roll i Huawis licensavtal.
Vad du kan förvänta dig av Kirin 990-telefoner
Huawei har blivit alltmer ambitiös med Kirin-sortimentet och 990 kontrollerar ytterligare ett antal viktiga nyheter för den mobila chipsetbranschen.
Som det första integrerade 5G-flaggskeppet SoC har Huawei satt tonen för enheter som sänds i slutet av 2019 och 2020. 5G är nu standarden i high-end, äntligen så långt som under 6GHz-stöd går. Kirin 990 fortsätter också att driva mobilavbildning och maskininlärning / AI framåt och det är viktiga funktioner som håller sina telefoner på toppen av fältet.
På CPU- och GPU-sidan träffar chipset alla rätt anteckningar även om det inte har snygga nya delar att spela. CPU-klokt, en blygsam höjning av prestanda är säker på att ge all den kraft du behöver för dagliga uppgifter. För spelare stänger Huawei större, mer effektiva GPU-design klyftan på sina rivaler. Åtminstone för stunden.
Den efterlängtade Huawei Mate 30-serien kommer nästan säkert att vara den första som spelar Kirin 990. Jag, för en, kan inte vänta med att sätta Huawies senaste chip genom sina steg.
