世界首款5G SoC芯片、7nm制程采用達芬奇架構NPU、華為麒麟990硬核登場(chǎng) ！

走出PPT，集成5G基帶芯片，麒麟990 5G不僅比想象中的小，還更強勁和務(wù)實(shí)。

被三星截胡的華為依舊帶來(lái)了驚喜。

剛剛，在2019德國柏林IFA展會(huì )上，華為消費者業(yè)務(wù)CEO余承東帶來(lái)了這款不到指甲蓋大小的麒麟990系列——麒麟990 5G和麒麟990。無(wú)疑麒麟990 5G是最大亮點(diǎn)，懟了三星之余，余承東稱(chēng)990 5G集成了103億個(gè)晶體管，號稱(chēng)目前最強5G SoC。

在磨煉和冷嘲熱諷中成長(cháng)出來(lái)的麒麟處理器，自970之后，就沒(méi)有讓人失望過(guò)。麒麟990系列也是如此。

不同于三星的“PPT 5G基帶芯片”，最新的處理器亮點(diǎn)頗多：

· 采用臺積電7nm+EUV工藝，晶體管密度提升18%，讓板級面積減少36%

· CPU由2顆ARM Cortex-A76大核（主頻2.86GHz）+2顆ARM Cortex-A76中核（主頻2.36GHz）+4顆高效能的Cortex A55小核（主頻2.2GHz）核組成；16核GPU為Mali G76-MP16和雙大核NPU+微核NPU

· 雙卡雙待，4G和5G（NSA或SA）隨意切換

· 5G下行峰值速率2.3Gbps，上行峰值速率1.25Gbps

· 功耗降低15%

· 支持SA獨立和NSA非獨立雙組網(wǎng)

用一句話(huà)來(lái)點(diǎn)評華為最新一代麒麟芯片的特點(diǎn)：魔改架構——雙大核+雙中核+四小核，高度融合AI算法——通過(guò)照片就可以識別出心率和呼吸率，和動(dòng)態(tài)功耗——根據應用負載，能效至少優(yōu)化20%以上。

為未來(lái)設計，新一代麒麟處理器的技術(shù)亮點(diǎn)

這一次，麒麟990的最大亮點(diǎn)是工藝和架構的雙重升級，集成了基帶芯片不說(shuō)，還將硬件架構設計和AI算法高度融合，目的就是讓這款芯片更加適合未來(lái)的商用需求。

· 集成5G基帶芯片，支持雙組網(wǎng)

自麒麟980開(kāi)始，支持NSA和SA兩種組網(wǎng)是華為獨有的優(yōu)勢，這一次，在集成了5G基帶的設計上，華為依然堅持這一優(yōu)勢。

相較于華為來(lái)說(shuō)，目前高通只有驍龍X50基帶方案，其只支持NSA組網(wǎng)方式（巴龍5000支持5G SA獨立及NSA非獨立組網(wǎng)），對于不少運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，5G商用前期會(huì )采用這種組網(wǎng)方式，但是后期還是以SA作為最終組網(wǎng)方式。雖說(shuō)SA和NSA都是5G網(wǎng)絡(luò )的一種，但后者的問(wèn)題是，無(wú)法支持低延時(shí)等5G新特性（優(yōu)點(diǎn)是4G、5G共用核心網(wǎng)，節省網(wǎng)絡(luò )投資）。

有意思的是，巧妙利用雙卡雙待方式，麒麟990在組網(wǎng)的支持上更為靈活，4G、5G隨意切換。

· 重構硬件架構，靈活匹配應用需求降低功耗

余承東開(kāi)場(chǎng)提到，移動(dòng)端用戶(hù)對AI應用的調用需求已經(jīng)越來(lái)越頻繁。據華為監測，兩年內用戶(hù)調用AI應用1.6萬(wàn)億次，為此華為重新設計硬件架構。

麒麟990首次創(chuàng )新采用了雙大核+雙中核+四小核架構設計，同時(shí)搭載了基于達芬奇AI架構的NPU。華為通過(guò)軟件框架（采用自研的達芬奇架構）來(lái)協(xié)調SoC中已有的CPU、GPU、DSP硬件進(jìn)行AI運算，換句話(huà)來(lái)說(shuō)，各個(gè)模塊相互之間的有效調用可以減輕單個(gè)模塊的負擔，尤其是在處理AI數據時(shí)。

運用達芬奇架構NPU芯片，結合大核和微核CPU，麒麟990可以適配不同的AI應用場(chǎng)景需求，分別根據輕載和重載需求來(lái)自動(dòng)匹配算力和能耗。

·第五代圖像處理器，通過(guò)圖像測心率

這一次，華為在圖像上做了硬件升級。它采用ISP 5.0，吞吐率提升15%，能效提升15%；手機端BM3D單反級圖像降噪技術(shù)和雙域聯(lián)合視頻降噪技術(shù)。

現場(chǎng)，通過(guò)自拍演示，余承東表示其支持實(shí)時(shí)多實(shí)例分割，在人臉檢測場(chǎng)景下，微核能效提升40%，但是配合達芬奇架構和優(yōu)化的ISP+AI算法，麒麟990已經(jīng)可以支持通過(guò)圖像檢測出呼吸率和心率，為未來(lái)的生物識別應用開(kāi)發(fā)提供基礎。

據悉，麒麟990能夠支持多平臺AI，支持現有的3倍以上算子，且支持TensorFlow等主流框架。

特別，BP+AP，“二合一”意義重大

這一次，用一顆芯片“封裝”了AP（應用處理器）和BP（基帶處理器）兩大模塊是最大的亮點(diǎn)，而這也意味著(zhù)華為率先實(shí)現了SoC設計和制造水平質(zhì)的升級。

集成5G基帶芯片之所以如此難，關(guān)鍵點(diǎn)也在于相較于4G，最新一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )增加了頻段，尤其是毫米波頻段，而這一頻段以前用在軍事領(lǐng)域。

為了把新增的射頻段信號接收和處理集成到手機電路板中，高通最初采用了外掛5G基帶芯片（多?；鶐В┑慕鉀Q方案，即4G以下的制式是一顆多模芯片，5G是一顆單模芯片。

受設計難度、工藝等因素的限制，這一方案也在短期內成為業(yè)內認可的公認解決方案，但是從成本來(lái)看，外掛5G基帶芯片是一個(gè)成本高、浪費資源的選擇，其實(shí)完全有悖于摩爾定律，也不符合市場(chǎng)的價(jià)格走勢。

按照摩爾定律所預測，集成度越高，芯片的性能會(huì )隨之提升，而單位面積的價(jià)格和功耗都將相應降低。因此外掛5G基帶模塊的成本其實(shí)并不適合商用。

但是一直以來(lái)，高度集成的做法都不適用于射頻部分，因為其信號頻率過(guò)高，想要集成它必須克服材料、外形尺寸、工業(yè)設計、散熱和輻射功率的監管要求等終端工程方方面面的挑戰。因此對于設計者來(lái)說(shuō)，高度集成意味著(zhù)要從最基本的工藝和材料入手，同時(shí)要考慮射頻前端（功放、環(huán)形器、移相器等）、系統，實(shí)現非常復雜的SoC設計。

對于大廠(chǎng)而言，雖說(shuō)跑遍全球各種運營(yíng)商來(lái)測試各種基站環(huán)境不算一件非常難的事情，但是完成高度復雜的設計就是不得不要啃下的硬骨頭。此前高通與TDK聯(lián)合建立RF360、聯(lián)發(fā)科收購絡(luò )達、紫光展銳拿下RDA，都是為此。

不得不說(shuō)，單片集成電路具有電路損耗小、噪聲低、頻帶寬、動(dòng)態(tài)范圍大、功率大、附加功率高等一系列優(yōu)點(diǎn)，并可縮小的電子設備體積、重量減輕、價(jià)格也降低不少，這對軍用電子裝備和民用電子產(chǎn)品都十分重要。

而現在顯然，華為已經(jīng)啃下了它。

5G基帶芯片商用格局再生變

在基帶芯片上，高通、三星一直是領(lǐng)先者，2017年10月，高通正式拿出全球首款5G基帶芯片X50；隨后2018年8月15日，三星也發(fā)布了5G基帶Exynos Modem 5100，采用自家10nm工藝制程。后在2018年12月，聯(lián)發(fā)科官宣Helio M70，也躋身到了5G基帶的第一梯隊。

今年年初，意料之外，華為和紫光分別帶來(lái)了自己的5G基帶芯片：巴龍5000和春藤510，也成功搶到了基帶芯片市場(chǎng)的蛋糕。

紫光和聯(lián)發(fā)科的目標很明確，它們只做中低端市場(chǎng)，因此在高端市場(chǎng)里，自Intel退出去后，只有高通、華為、三星三家在競爭。

隨著(zhù)各家紛紛推出外掛基帶芯片的處理器，集成5G基帶成為又一個(gè)技術(shù)發(fā)展上的關(guān)鍵節點(diǎn)。聯(lián)發(fā)科在今年5月份發(fā)布了全球首款集成5G基帶芯片的SoC；9月4日，三星采用了內部集成5G基帶的技術(shù)，發(fā)布了處理器Exynos 980，截胡華為。但商用才是王道，今天華為稱(chēng)麒麟990已經(jīng)量產(chǎn)，將直接用在Mate 30。

不得不說(shuō)，對一直順風(fēng)順水的高通來(lái)說(shuō)，形勢并不有利，它的壓力無(wú)疑會(huì )增加。

目前國內高端市場(chǎng)，隨著(zhù)三星的“退出”，華為與高通在5G基帶芯片技術(shù)上的明面競爭已經(jīng)成為公認的事情，戰火也愈演愈烈。華為的首款5G基帶芯片是Balong 5000，在今年1月份發(fā)布之時(shí)，它稱(chēng)其是首款商用多模（5G/4G/3G/2G）芯片。但是在華為做出這樣的市場(chǎng)宣傳后，高通方面給出反擊，認為“業(yè)界首個(gè)”說(shuō)法言過(guò)其實(shí)，這款芯片并不適用于移動(dòng)終端設備。

公開(kāi)“懟”華為，高通有自己的理由：因巴龍5000基帶芯片過(guò)大，華為對片上SoC的處理其實(shí)很“勉強”——選擇外掛“臃腫”的基帶芯片并且為處理器和基帶芯片分別配備緩存。

有什么問(wèn)題呢？后來(lái)在拆機后，分析師指出，雖然華為將5G與4G/3G/2G功能整合到一塊基帶芯片上是創(chuàng )新之舉，但因為基帶芯片的不成熟，華為在手機電路板上采用的SoC方案存在明顯的缺陷：與高通相比，其基帶芯片占用更多PCB面積，且多配備緩存會(huì )增加成本和功耗，采用巴龍 5000會(huì )導致手機體積更大、更貴且更耗電。

因此當時(shí)，IHS分析指出，縱觀(guān)整個(gè)射頻模塊的設計，高通有望成為真正支持5G毫米波的唯一供應商。

時(shí)隔不到8個(gè)月，華為再發(fā)布全新的5G基帶芯片，這一次它不僅改進(jìn)了集成工藝，還更加考慮應用需求，麒麟990無(wú)疑更加務(wù)實(shí)。

Other things

麒麟990之外，華為還發(fā)布了FreeBuds第三代無(wú)線(xiàn)耳機、Wifi Q2 PRO路由器和全新P30 Pro。

其中，FreeBuds是華為推出的首款同時(shí)支持無(wú)線(xiàn)耳機和智能手表設備、且同時(shí)獲得藍牙5.1和藍牙低功率5.1標準認證的可穿戴自研芯片，實(shí)現了超高速藍牙數據傳輸。擁有高效穩定的連接性能和出色的抗干擾能力、強勁的音頻處理能力、支持智慧自然的人機交互。

華為路由 Q2 Pro創(chuàng )新性采用了“一母多子”的插配形態(tài)，子路由哪里信號不好插哪里，有效解決了家庭Wi-Fi難以全覆蓋的問(wèn)題，最大支持1拖15，多個(gè)路由共用一個(gè)Wi-Fi名稱(chēng)和密碼。

最后，華為還為P30 Pro配了兩種全新配色：墨玉藍、嫣紫色。

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