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10月19日,华为发布了新一代旗舰处理器麒麟960芯片,采用了全新ARM架构(CPU/GPU/Memory)和新一代Modem补足性能短板,并升级了双摄ISP、音频模块、Sensor Hub微核协处理器,并且是全球首个集成安全芯片(Secure Element)的手机SoC,在性能、续航、拍照、音频、通信、安全可信等六个方面均有新的突破。这款芯片最先可能会用于11月即将发布的Mate9手机。
如果说麒麟920和麒麟950只是优秀的跟随者,并且只是个别关键方面单项冠军的话,那么麒麟960则是华为第一个全面达到业界一流水准的芯片,可以和三星、高通甚至是苹果的旗舰芯片PK,并且有自己特色——在华为10年前推出WCDMA Modem芯片,3年多前推出4G手机SoC之后,华为麒麟芯片终于和业界巨头们一起站在了行业前沿。
三年三大精准跳,麒麟960全面达到业界一流
回顾过去三年,可以说华为麒麟在正确的方向上,扬长避短,实现上精彩的三级跳。2014年以中国为代表的全球手机市场从3G向4G切换,上网速度是主要矛盾,麒麟920充分利用华为在通信技术上的积累,成为全球首个集成Cat6的28nm工艺手机SoC——当时高通的modem技术虽然仍领先,但高通因为苹果分立Modem需求,并没在第一时间推出集成Cat6 modem的手机SoC。
而2015年面临新的ARM架构和工艺选择的时候,华为选择了麒麟930在920基础上继续优化,而在麒麟950上大胆选择了16nm FF工艺降低工耗,成为全球首个16nm的手机SoC,比高通14nm 820手机上市领先一个季度,比MTK的16nm P20手机领先一年,并避开了功耗高的ARM A57架构和20nm工艺这两个大坑——而高通和MTK则都在这两个坑上摔了跤。
2016年的麒麟960上再次面临新架构和新工艺(10nm)的优先选择哪个时,麒麟960选择了新架构,补足此前被诟病的性能尤其是GPU性能不足。麒麟960率先将CPU、GPU、Memory等升级到最新A73、Mali G71、UFS2.1,据称与上一代相比,CPU能效提升15%,不仅跑得更快,而且在高性能状态下更加持久,图形处理性能飙升180%,1080p Manhattan Offscreen跑分高达52fps。同时,GPU能效提升20%,可以更长时间地支持3D大型游戏的流畅运行。
华为Fellow艾伟解释说,麒麟芯片此前并没有在GPU上大发力,主要原因是旧的OpenGL架构下图形性能受限于CPU而发挥不出来,而业界期待了20多年的全新图形标准Vulkan,释放多核GPU的真实性能。Vulkan标准的推出,解除了CPU对GPU性能的束缚,改善多线程性能,渲染性能更快。麒麟960提供了完整的基于Android Nougat版本的Vulkan解决方案,使8核GPU的性能得以充分释放。
同时麒麟960把Modem升级为支持Cat12/Cat13、4CC 600Mbps全网通,这也是目前全球商用的Modem中最先进级别——和高通骁龙821、苹果iPhone7同一水平。这其中的新技术Cat12/Cat13和CDMA,华为已经在此前的巴龙750 modem和麒麟650上验证过。
此外,麒麟960还升级了Sensor Hub—新一代微核i6协处理器可以承担更多任务,可在大核与小核都休眠的情况下,独立接管手机的轻量级任务,使手机处于常感知的状态,为融合定位(PDR)和计步器等业务大大降低功耗,特别适用于Pokemon Go游戏等基于位置服务(LBS)的AR类热点应用。麒麟960还升级了双摄ISP,不再需要第三方提供的景深协处理器。音频方面,麒麟960采用第三代自研智能音频解决方案Hi6403,内嵌专用音频DSP,拥有强大的信号处理能力;在拾音、传音、放音等环节上均有突破和创新。
Tick~Tock纯巧合,芯片/终端互动让创新方向不迷途
可以说,麒麟950和960这两代处理器完美演绎了了英特尔的Tick~Tock策略——950大胆选择16nmFF工艺创新降低功耗,960则采用新一代Modem和ARM新架构补足GPU短板和全面提升综合性能,并避开了ARM A57内核架构和20nm这两个大坑。
艾伟则认为,950和960的Tick~Tock纯属巧合,“(手机芯片规划)如果能有这么轻松就好了,有时候可能每年都升级工艺,有时候可能2-3年工艺都不变。真正的挑战不是Tick-Tock,是给消费者带来新价值,消费者才不管这些。和PC行业相比,手机行业更残酷的是,不断要有新东西,消费者才愿意换手机。如果只是好一些,消费者有什么理由换?”
过去几年麒麟产品方向没有犯大错误,除了对技术的理解外,更关键是原因是芯片和终端部门一起,关注消费者的真正需求——这也是苹果、三星和华为这类垂直一体化公司的优势,可以更理解手机系统,更清楚消费者的需求,而高通和MTK这类独立芯片供应商中间还隔着手机厂商,不能直达消费者。另外,独立芯片厂商为了不断向下游手机厂商推销芯片,有时候为了卖点甚至噱头,也不得不冒着风险采用一些并不成熟的技术。
艾伟表示:“我们不太关注(高通MTK)这些同行,因为未来不取于竞争对手,而在于我们有没有看到更长远的未来,并在产品中实现对消费者的价值,带来更好的整体体验,而不是单点的技术。每一家厂商都有创新的机会,只要看着前面,看着客户就好了”。
麒麟960优先选择通过ARM新架构提升性能,而不是优先采用上市时间可能并没有那么快和提升也并没有那么大的10nm工艺,可能又是一步好棋——提升了性能,又抢先了时间--尽管10nm性能和功耗可能更好一些,但时间可能需要到2017年上半年手机上市,麒麟960和950一样很好地打了时间差,实现隔代竞争,并赶在圣诞季和中国春节两大旺季前将手机推上市。
对于10nm工艺,艾伟认为它和20nm还是有很大的不同,不过他也赞同10nm在一系列工艺节点上的重要性不如当初的16nm,“20nm确实是个坑, 20nm没有FF工艺解决不了功耗问题,我们有高人指点(台积电CTO胡正大教授)成功避开。但是10nm确实对性能和功耗都有改进,我也同意你的看法,在16nm、10nm和7nm这一系列的节点中,10nm确实没有16nm的意义那么重大。16nm工艺会长期存在,当然我们也一直会往前,不断采用最先进的工艺”。
全球首个集成SE的手机SoC,加速移动支付安全应用
除各项性能全面达到业界一流水平,麒麟960首创了将安全引擎集成在SoC芯片内,是全球首个16nm先进工艺集成inSE(integrated Secure Element)的手机SoC芯片。这种集成和华为的品牌影响力,将大大推动移动支付安全应用,预计也将加速主芯片和安全芯片供应商之间的整合。
简单地说,如果手机支付要象银联IC卡/U盾一样安全,手机里就要采用银联IC卡/U盾里所用到的安全芯片(SE),这种SE芯片过去由NXP和英飞凌这类独立芯片厂商提供。过去国内智能手机厂商很少采用SE芯片,一是需要增加2-3美元成本,二是很多应用(银行卡/公交卡/各种电子钱包等等)接入需要大量开发工作,需要安全芯片厂商及武汉果核、北京豆荚等第三方技术公司提供技术支持和Turnkey方案。手机厂商出于成本、上市时间和用户可感知的差异化综合考虑后,常常放弃。
但随着手机开始大量用于购物、转账、理财等应用,也带来了木马、病毒、恶意程序侵蚀手机安全的风险,短信验证码被劫持、账户信息泄露、伪基站和界面劫持等严重威胁用户的财产和隐私安全。目前金立、360、华为等公司的少数机型,已经开始采用分立的SE芯片方案提升手机安全。
华为宣称,相对于软件安全方案和其他分离的芯片安全方案,麒麟960首创的inSE方案具有更高的安全性,其主芯片就是安全芯片,安全芯片无法被替换,从根本上保证了手机安全。目前麒麟960已经获得央行和银联双重安全认证,据称是全球首款达到金融级安全的手机芯片。这意味着,搭载麒麟960的手机具有和银联IC卡/U盾相同安全等级,用户可以同时获得移动支付的安全与便利。
因此,麒麟960集成SE芯片,将大大推动移动支付安全应用,预计也将加速主芯片和安全芯片供应商之间的整合,安全芯片因为其重要性和平台性将被主控芯片平台集成——事实上高通和NXP已经在SE方面有重大战略合作,估计集成芯片方案也在开发之中,甚至高通收购NXP也有非常大的可能性。
麒麟未来的策略: 把握战略制高点,专注主航道、高端创新和无人区探索,5G和人工智能是重点
针对麒麟未来策略的热点问题,例如是否自研CPU,是否对外销售,是否研发笔记本芯片,对VR/AR/人工智能等热点的看法,华为Fellow艾伟都进行一一解答。从这些解答中可以看出,麒麟芯片仍将是华为终端的战略制高点部门,会专注于主航海道、高端创新和无人区探索,不会包揽华为手机的所有芯片需求,更不会为了更大的出货量或收入对外销售--目前华为对麒麟芯片的宣传中,已经克意避免出现“海思”字眼,而一再强调“华为麒麟”。
问:麒麟960仍采用ARM标准架构,未来会和苹果、高通等厂商一样,自研CPU吗?
艾伟:我们的名字是华为技术有限公司,不是华为技术无限公司,我们不可能所有的东西都做,还是需要合作伙伴。ARM的CPU值得信赖,自研CPU有做得好的,也有做得不好的。例如有厂商自研CPU性能虽然好一些,但功耗也更大一些,例如苹果(A10)现在也采用大小核架构。
专业的厂商做专业的事,我们自研CPU也不一定就做得比ARM更好,更何况架构和指令集都在那里,如果自研CPU性能只是比ARM CPU相差5-10%,我们认为没有什么意义,我们不需要那个所谓自研CPU的名声。相比业界对手,我们有些地方做得好一些,有一些地方也没那么好,但我们追求的是综合性能好一些。
问: 今年麒麟也推出了6系中低端芯片,目前高中低比例?未来麒麟会对外卖吗?华为推出了Matebook,未来麒麟会做笔记本芯片吗?
艾伟:麒麟芯片,将服务于华为手机,但华为手机可以选择所有的芯片(编辑注:目前华为手机高端全部采用麒麟芯片,中低端有采用麒麟芯片,也有采用高通和MTK芯片,例如麦芒和Nova采用了高通芯片)。
图:2014-2016年华为手机出货量和其中麒麟芯片出货量估计,数据来源:华强电子产业研究所 2016/06
麒麟9系和6系的绝对数量差不多了,但随着用户向精品换机,整体上高端还有进一步增长的空间。未来我们仍以高端为主,因为这个行业不缺中低端芯片,中低端我们也不一定比别人的成本更有优势。更关键是我们的资源非常有限,我们要专注于创新和差异化,专注于长期战略,5G马上就要来了,我们哪里还能腾出手来做低端芯片?我们不看重出货量。麒麟重心仍然放在高端,因为在先进技术上领先业界甚至是和业界同步,都是很大的挑战。
对于笔记本电脑,关键是Windows生态,ARM的路线图中,一直没有对Windows的明确计划,所以我们暂且也没有计划。
问:今年任总提到了无人区的概念,华为在设备领域已进入无人区,麒麟什么时候能够进入无人区?
艾伟(笑):华为在光传输和基站等有些方面是进入了无人区。所谓无人区,一是要做别人没有做过的事情,二是要对消费者有价值的事情。我们也在做些新东西,试目以待,可以看看下个月出来的手机。
问:如何看待VR和AR? VR是不是更多是细分市场(游戏/影视),而AR面向大众市场?
艾伟:我同意你的看法,VR强调沉浸式体验,但这损害了它的移动性,比如玩VR游戏可能就只能在一个固定的安全区域,如何同时安全实现沉浸和移动性还没能解决。而AR能够和移动性结合,有更广泛的应用空间。
问:人工智能(AI)是未来的热点,苹果最近一年收购了不少人工智能软件和算法公司,并且iPhone7在相册管理上已经有一些AI功能,您如何看AI对手机芯片的影响?
艾伟:手机上的数据都是活生生的,这和PC互联网有很大的不同。确实,未来AI应用的重心可能会从数据中心转移到手机上,从离线到实时。如果实时,就需要硬件参与。目前的一些AI应用,都需要较长时间在后台运算和处理,可能是几个小时甚至是几天,但如果要实时呈现,就需要硬件支持。目前人工智能,大家都在做,华为也在做,谁先做出来不一定(微笑)。
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