Contenuto
- HiSilicon Kirin 990 specifiche
- Il primo SoC mobile 5G integrato di Huawei
- Un design core della CPU familiare
- Le prestazioni della GPU e NPU di Kirin 990 aumentano
- Potenzia la fotografia migliore della categoria
-
- Perché no Cortex-A77 o Mali-G77?
- Cosa aspettarsi dai telefoni Kirin 990
All'IFA 2019, HiSilicon di Huawei ha presentato il suo ultimo processore per applicazioni mobili, il Kirin 990. Questo chipset alimenterà senza dubbio la prossima serie Huawei Mate 30 e il successore del prossimo anno del Huawei P30 Pro.
A seguito del Kirin 980 dello scorso anno, la 990 promette aggiornamenti delle prestazioni dell'IA e delle funzionalità di rete. Ci sono anche aumenti familiari delle prestazioni, anche se forse non del tutto come alcuni si aspettavano. Altre caratteristiche degne di nota includono una soluzione di apprendimento automatico interna, il primo modem integrato 5G della società e capacità di elaborazione delle immagini migliorate.
Il Kirin 990 si confronta molto favorevolmente con i chipset attualmente sul mercato. Tuttavia, Huawei è sempre il primo a uscire con i suoi processori di nuova generazione. Dovremo aspettare il nuovo annuncio di Qualcomm Snapdragon verso la fine dell'anno e Exynos di prossima generazione di Samsung prima di trarre conclusioni su come confrontare gli smartphone di punta del prossimo anno.
HiSilicon Kirin 990 specifiche
Il primo SoC mobile 5G integrato di Huawei
Samsung ha cercato di rubare il tuono di Huawei con l'annuncio Exynos 980 integrato nel 5G, ma Kirin 990 è il primo SoC mobile di punta a vantare un modem 5G integrato. È inoltre conforme alla modalità multi-mode 4G / 5G, il che significa che Kirin 990 supporta sia le reti 4G che 5G in un unico pacchetto e può trasferire i dati su entrambi contemporaneamente per garantire una solida connessione.
I modem integrati offrono due vantaggi principali rispetto alle attuali implementazioni a due chip. Il primo riguarda le dimensioni dell'area PCB e del silicio, come Huawei ha voluto sottolineare durante una presentazione. Kirin 990 occupa il 36% di spazio in meno rispetto a un modem Exynos 9825 e 5100 o una combinazione Snapdragon 855 e X50. Il secondo vantaggio è che questa soluzione integrata più piccola consuma meno energia, il che significa una maggiore durata della batteria. Il modem 5G ora è anche strettamente accoppiato con uno scheduler più efficiente e non richiede un secondo blocco di DRAM, risparmiando sia sui costi che sul consumo di energia.
Non c'è supporto per le bande di frequenza mmWave nel Kirin 990, che è un'omissione lampante. Anche se questo potrebbe non essere un problema in quanto il chipset non si farà comunque strada negli Stati Uniti pesanti di mmWave. Huawei afferma che il Giappone è l'unico altro mercato con ampia adozione di mmWave e, anche in questo caso, lo vede come funzionalità opzionale anziché obbligatoria nel suo stato attuale. Huawei ha ancora il suo modem Balong 5000, se vuole rilasciare un telefono con capacità mmWave, ma sub-6GHz ha Huawei coperto in Cina e in Europa per l'immediato futuro. In termini di velocità, i download 5G raggiungono il picco a 2,3 Gbps e i caricamenti possono raggiungere 1,25 Gbps.
È interessante notare che Huawei offre varianti 4G e 5G di Kirin 990. Il modello 4G offre velocità di download di 1,6 Gbps, con aggregazione di 5 canali e MIMO 4 × 4. Questa è una strategia flessibile progettata per contenere i costi nei mercati che non vedranno il 5G per qualche altro anno.
Un design core della CPU familiare
Con i progetti core Arm CPU che continuano a spingere le prestazioni nella classe dei laptop, i progettisti di chip per smartphone sono sempre più ingegnosi nella progettazione di cluster DynamIQ multi-core. Proprio come il Kirin 980, il Kirin 990 offre tre domini distinti di clock della CPU e di tensione, che chiameremo cluster grandi, medi e piccoli. In effetti, il design appare davvero molto simile.
Il grande cluster ospita due CPU Arm Cortex-A76 anziché l'ultima Arm Cortex-A77. La velocità di clock raggiunge picchi di 2,86 GHz, in aumento di 2,6 GHz, che Huawei afferma porta a una vittoria di circa il 10% delle prestazioni rispetto allo Snapdragon 855 di Qualcomm. Nel mezzo, vediamo altri due core Arm Cortex-A76 con una velocità di clock massima di 2,36 GHz . Questa è una notevole spinta al clock a 1,9 GHz dell'anno scorso e probabilmente il più grande cambiamento nella configurazione della CPU. Huawei nota che aumentare le prestazioni dei core medi migliora l'esperienza dell'utente su molti tipi di app di uso comune. L'azienda sta ancora rivendicando anche l'efficienza energetica ai vertici della categoria.
Il core della CPU centrale è molto importante per gli usi quotidiani
Dott. Benjamin Wang - Huawei
Infine, il piccolo cluster comprende quattro noti nuclei Cortex-A55 a bassa potenza. Questi core vengono utilizzati su tutte le CPU mobili di tutti i produttori per gestire attività in background ea bassa potenza con la massima efficienza energetica. La scelta di una velocità di clock di 1,95 GHz consente a questi core di gestire alcuni compiti più impegnativi, ma la maggior parte di questi verrà spostata nel cluster centrale per un completamento più rapido. Per quanto riguarda la cache, l'installazione è identica a quella del Kirin 980 su tutti i core.
Il Kirin 990 mantiene il design del cluster 2 + 2 + 4 introdotto con il Kirin 980. Le prestazioni di fascia alta sono state estese grazie a un aumento della velocità del clock derivante dalle ottimizzazioni e dalla familiarità di Huawei con la Cortex-A76. Nel frattempo, l'efficienza energetica viene mantenuta attraverso l'uso di cluster medi e piccoli altamente ottimizzati. Tuttavia, i potenziamenti del clock spingono le CPU verso il loro limite, quindi saremo attentamente attenti a qualsiasi effetto a catena sul consumo energetico.
È un po 'deludente non vedere gli ultimi core Arm Cortex in mostra nel Kirin 990. La società sembra soddisfatta delle prestazioni della CPU così com'è, qualcosa con cui non sono in disaccordo. Invece, Huawei ha scelto di concentrarsi su altre priorità. Oltre all'inclusione del 5G, il Kirin 990 apporta alcune importanti modifiche alla sua configurazione di GPU e NPU.
Huawei appare soddisfatto con il suo design della CPU, concentrandosi invece su maggiori incrementi di prestazioni altrove
Le prestazioni della GPU e NPU di Kirin 990 aumentano
Come per la CPU del Kirin 990, il design della GPU presenta gli stessi core Arm Mali-G76 dell'anno scorso. Qui non c'è traccia dell'ultimo Mali-G77. Tuttavia, questa volta Huawei ha dedicato molto più spazio al silicio alle prestazioni grafiche, vantando al suo interno 16 core Mali-G76.
Questo supera i 10 core utilizzati nel suo prodotto di generazione precedente, così come i 12 core Mali-G76 all'interno di Exynos 9820 di Samsung. Huawei afferma anche che Kirin 990 batte la GPU Adreno 640 di Snapdragon 855 del 6% nei test delle prestazioni e del 20% in efficienza energetica. I guadagni di efficienza derivano dall'utilizzo di un gran numero di core GPU ma con un clock inferiore. La GPU Kirin 990 ha un clock a soli 600 MHz rispetto ai 720 MHz del Kirin 980.
L'inclusione di più core consente a Huawei di abbassare l'orologio GPU a 600 MHz per una migliore efficienza energetica
Un'implementazione GPU Mali-G76 MP16 è un investimento pesante nell'area del silicio grafico. Il SoC aumenta questo con una nuova "cache intelligente" di memoria, o cache di sistema come Qualcomm la chiama nello Snapdragon 855. Questa cache è progettata per scaricare la larghezza di banda della memoria quando si eseguono applicazioni impegnative, come i giochi, ed è condivisa tra CPU, GPU e NPU. Huawei afferma che questo può ridurre i requisiti di larghezza di banda DDR del 15% e migliorare il consumo energetico del 12%.
Infine, Kirin 990 vanta una versione migliorata dello scheduler basato su AI di Kirin 980. Questo software bilancia il consumo di energia e le prestazioni su CPU, GPU e DRAM, guardando al frame successivo per prevedere l'equilibrio di risorse richiesto per la massima efficienza energetica e prestazioni. La tecnologia funziona su tutti i giochi, quindi non è in atto alcuna ottimizzazione per app. È interessante notare che lo scheduler non solo ridimensiona le velocità di clock, ma gestisce anche dinamicamente le tensioni del core per ottimizzare la gestione dell'alimentazione.
Il Kirin 990 è una vittoria abbastanza grande per i giocatori mobili Huawei e Honor.
Il Kirin 990 è il primo SoC di punta di Huawei a presentare l'architettura NPU DaVinci interna. Questo progetto è originariamente apparso all'interno del mid-tier Kirin 810 all'inizio di quest'anno.
La 990 vanta una piccola NPU per applicazioni sempre attive e una grande NPU per carichi di lavoro più impegnativi. In effetti, la variante 5G del Kirin 990 vanta due grandi nuclei NPU per una potenza di elaborazione ancora maggiore. Lo scopo del gioco è il miglior equilibrio tra efficienza energetica, con la piccola NPU che offre un miglioramento dell'efficienza energetica fino a 24 volte per carichi di lavoro come il riconoscimento facciale con sblocco dello schermo.
I core NPU grandi e piccoli si basano entrambi sulla stessa architettura, che si estende da dispositivi a bassissima potenza fino a server cloud. L'architettura è composta da tre unità di elaborazione per operazioni scalare, vettoriale e cubo. Il processore cubo è progettato specificamente per le operazioni di moltiplicazione (FMA) e accumulo multiplo (MAC) comuni fuse. L'NPU supporta numeri in virgola mobile a 16 e 8 bit.
Il Kirin 990 non è timido nelle prestazioni di apprendimento automatico. Infatti, Huawei afferma che è la NPU più potente nello spazio mobile, almeno quando esegue il benchmark ETH AI. Il design DaVinci offre un miglioramento delle prestazioni di 1,88x rispetto alla doppia NPU all'interno del Kirin 980.
Potenzia la fotografia migliore della categoria
I telefoni di punta di Huawei hanno guadagnato una solida reputazione sulla base di eccellenti capacità fotografiche. Parte di questo è grazie al processore di segnale di immagine (ISP) di Huawei, che entra nella sua quinta generazione con il Kirin 990.
L'ultimo ISP di Huawei aumenta la produttività del 15%, riducendo allo stesso tempo il consumo energetico. Ma la caratteristica più interessante di questo aggiornamento è la capacità di riduzione del rumore notevolmente migliorata, in calo del 30% per le immagini e del 20% per i video. Ciò spinge ulteriormente la fotografia in condizioni di scarsa luminosità di Huawei ai vertici del mercato.
Questo è il primo SoC mobile con tecnologia integrata di riduzione del rumore BM3D di livello DSLR.
La chiave di questi miglioramenti deriva dall'introduzione del supporto per la riduzione del rumore in corrispondenza dei blocchi e del filtro 3D (BM3D) nell'hardware, una novità per gli smartphone. Questa tecnica è in genere associata alle fotocamere DSLR ed è un potente algoritmo di denoise che può essere eseguito quasi in tempo reale. Kirin 990 accelera BM3D eseguendo l'algoritmo sull'ISP con hardware dedicato. Nel software, lo stesso algoritmo verrebbe semplicemente eseguito troppo lentamente e consumerebbe troppa energia.
Kirin 990 supporta fotocamere fino a 64 megapixel. La società non sembra troppo preoccupata per la prospettiva di telefoni con fotocamera da 108 MP che dovrebbero raggiungere presto il mercato. Per gli appassionati di video, Kirin 990 ora supporta la codifica e la decodifica 4K 60fps. Il chip implementa anche tecnologie di riduzione del rumore migliorate temporali, spaziali e basate sulla frequenza.
Perché no Cortex-A77 o Mali-G77?
La grande domanda che incombe sul Kirin 990 è perché non utilizza l'ultima CPU Cortex-A77 di Arm o la GPU Mali-G77? Una potente domanda quando sia Samsung che MediaTek hanno prodotti di fascia bassa che utilizzano questi componenti.
Alla domanda Huawei ha delineato due motivi principali: obiettivi di efficienza energetica e prestazioni non ottimali su 7nm.
Parlando con il dott. Benjamin Wang di Huawei, ha notato che gli ingegneri hanno valutato Cortex-A77 e Mali-G77 rispetto alla sua selezione esistente e hanno scoperto che, per le stesse prestazioni, questi due processori consumano più energia. Anche i core Mali-G77 e Cortex-A77 sono leggermente più grandi dei G76 e A76 rispettivamente. Quando si trattava di GPU, Huawei voleva più core per abbassare la tensione di clock e migliorare l'efficienza, che sostiene fornisce risultati migliori rispetto al passaggio al G77. Invece, Huawei vede 5nm come un nodo molto più adatto per questi chip di nuova generazione. Dovremo aspettare il prossimo passaggio prima che Huawei adotti questi core.
Se si desidera utilizzare completamente l'A77, riteniamo che il processo a 5 nm sia indispensabile
Dott. Benjamin Wang - HuaweiOltre a quanto sopra, il Dr. Wang ha notato che gli ingegneri di Huawei hanno acquisito familiarità con il loro design A76 e G76 negli ultimi due anni. Invece di lavorare da zero su un nuovo design, Huawei è stato in grado di ottenere prestazioni extra e ottimizzare parti del Kirin 990 per ottenere prestazioni più elevate. Ha confrontato il Cortex-A77 a 2,2 GHz di Samsung nell'Exynos 980 con l'A-76 del Kirin 990 a 2,86 GHz e ha ottenuto una vittoria del 10% delle prestazioni per il Kirin. Sembra promettente, ma ho ancora persistenti domande su prestazioni sostenibili e assorbimento di potenza con questi orologi molto alti.
Huawei suggerisce che non devi sempre andare alle ultime parti per raggiungere i tuoi obiettivi di progettazione e la società è convinta che Cortex-A76 e Mali-G76 siano i migliori componenti per l'efficienza energetica e le prestazioni utente adeguate quando si produce a 7nm . Sarà interessante vedere se i rivali di Huawei non sono d'accordo quando lanciano i loro prodotti di punta. Inoltre, non possiamo escludere che la disputa commerciale in corso tra Cina e Stati Uniti possa aver avuto un ruolo negli accordi di licenza di Huawei.
Cosa aspettarsi dai telefoni Kirin 990
Huawei è stata sempre più ambiziosa con la gamma Kirin e la 990 controlla un altro lotto di importanti primati per l'industria dei chipset mobili.
Come primo SoC integrato di punta 5G, Huawei ha impostato il tono per la spedizione dei dispositivi tra la fine del 2019 e il 2020. Il 5G è ora lo standard di fascia alta, finalmente per quanto riguarda il supporto al di sotto dei 6GHz. Kirin 990 continua anche a spingere in avanti l'imaging mobile e l'apprendimento automatico / IA e queste sono funzionalità chiave che mantengono i suoi telefoni ai vertici del campo.
Sul lato CPU e GPU, il chipset colpisce tutte le note giuste anche se non ha nuove parti fantasiose da proporre. Per quanto riguarda la CPU, un modesto aumento delle prestazioni è sicuro di fornire tutta la potenza di cui avrai bisogno per le attività quotidiane. Per i giocatori, il design GPU più grande ed efficiente di Huawei colma il divario rispetto ai suoi concorrenti. Almeno per ora.
La tanto attesa serie Huawei Mate 30 sarà quasi certamente la prima a sfoggiare il Kirin 990. Io, per esempio, non vedo l'ora di mettere alla prova l'ultimo chip Huawei.
