На международной выставке IFA 2018 в Берлине компания Huawei представила HiSilicon Kirin 980, который является первым запущенным в серию мобильным процессором в мире, изготовленным по 7-нанометровому техпроцессу. Причем, по словам создателей, его разработка была начата еще три года назад.
Для справки: HiSilicon — дочерняя компания Huawei, полностью зависимая от «материнской» корпорации, занимающаяся созданием чипов, которые устанавливаются в продукции последней. Собственного оборудования для печати микросхем не имеет, заказы на выпуск размещаются у сторонних производителей, в основном TSMC.
По заявлениям представителей Huawei, их новый Kirin 980 на 37% быстрее Qualcomm Snapdragon 845 и на 32% энергоэффективнее как за счет применения более тонкого технологического процесса, так и за счет использования более совершенных вычислительных ядер и GPU.
Сравнение мощности CPU и энергопотребления Kirin 980 и Snapdragon 845. Данные по производительности основаны на показателях популярного бенчмарка GeekBench, данные по потреблению энергии — Dhrystone.
До недавнего времени мобильные процессоры Kirin от Huawei отставали от своих конкурентов как минимум на год. Скажем, внутри вышедшего осенью прошлого года Kirin 970 были установлены те же самые ядра ARM Cortex-A73 и Cortex-A53, как и в случае представленного еще в 2016 году Kirin 960.
Таким образом «топовый» 970-й чип по факту соответствовал уровню не флагманского для 2017 года Snapdragon 835, а уже переставшему быть на тот момент актуальным Snapdragon 821. На тот момент уже были доступны куда более мощные ядра ARM Cortex-A75, однако руководство Huawei почему-то отказалось от их использования.
И лишь в 2018 году компания наконец-то оснастила Kirin 980 наиболее «свежими» высокопроизводительными ядрами ARM Cortex-A76, о которых мы поговорим чуть позже. А пока предлагаем вам взглянуть на таблицу, в которой сравниваются ключевые параметры топовых чипсетов Huawei за последние три года.
Вместо оглавления
- Сравнение с предшественниками
- Центральный процессор
- Графический ускоритель
- Память
- Связь
- ISP (процессор обработки изображений)
- NPU
- Прочие моменты
- «Ложка дегтя»
- Смартфоны на базе Kirin 980
- Резюме
Основные характеристики Kirin 980, Kirin 970 и Kirin 960 в сравнении
| Kirin 980 | Kirin 970 | Kirin 960 | |
|---|---|---|---|
| CPU | 2 x ARM Cortex-A76 @ 2.60 MHz 2 x ARM Cortex-A76 @ 1.92 MHz 4 x ARM Cortex-A55 @ 1.80 MHz |
4 x ARM Cortex-A73 @ 2.36 MHz 4 x ARM Cortex-A53 @ 1.84 MHz |
4 x ARM Cortex-A73 @ 2.36 MHz 4 x ARM Cortex-A53 @ 1.84 MHz |
| GPU | ARM Mali-G76 MP10 @ 720 MHz | ARM Mali-G72 MP12 @ 850 MHz | ARM Mali-G71 MP8 @ 1037 MHz |
| ОЗУ | LPDDR4X @ 2133 MHz, четырехканальная 16-bit | LPDDR4X @ 1833 MHz, двухканальная 16-bit | LPDDR4X @ 1866 MHz, двухканальная 16-bit |
| Flash-накопитель | UFS 2.1 | UFS 2.1 | UFS 2.1 |
| Камера ISP | Новый Dual ISP, на 46% быстрее | Dual 14-bit ISP | Dual 14-bit ISP |
| Кодирование и декодирование видео | 2160p60 Decode 2160p30 Encode |
2160p60 Decode 2160p30 Encode |
1080p H.264 Decode + Encode 2160p30 HEVC Decode |
| Встроенный модем | Kirin 980 Integrated LTE(Category 21/18) | Kirin 970 Integrated LTE (Category 18/13) | Kirin 960 Integrated LTE (Category 12/13) |
| Максимальная скорость обмена данными | 1400 Мбит/с — даунлоад 200 Мбит/с — аплоад |
1200 Мбит/с — даунлоад 150 Мбит/с — аплоад |
600 Мбит/с — даунлоад 150 Мбит/с — аплоад |
| NPU | Dual | Single | Нет |
| Навигация | GPS, A-GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo | GPS, A-GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo | GPS, A-GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo |
| Техпроцесс | 7 нм | 10 нм | 16 нм |
Как можно заметить в этой таблице, предыдущие Kirin 970 и Kirin 960 не так уж сильно отличались друг от друга. Да, разработчики установили новый более мощный GPU, да, загрузка данных в сетях 4G LTE стала в два раза быстрее, да, появился нейросетевой ускоритель (NPU), однако прирост производительности был совсем невелик.
И вот во случае Kirin 980 мы наблюдаем действительно прогресс: вычислительные ядра ARM Cortex-A76 и Cortex-A55, поддержка 2133-мегагерцовой памяти LPDDR4x, интегрированный модем с поддержкой LTE Category 21/18, что гарантирует скорость загрузки данных до 1400 Мбит/с и передачи — до 200 Мбит/с.
CPU
Необычным решением является применение трехкластерной архитектуры, при которой четыре ядра ARM Cortex-A76 распределены по двум кластерам, причем первая пара работает на тактовой частоте до 2.60 GHz, а вторая — до 1.92 GHz. Объем кеша в обоих случаях равняется 512 кб на одно ядро.
Четыре энергоэффективные ядра ARM Cortex-A55 объединены в третий кластер, имеют по 128 кб кеш-памяти и работают на тактовой частоте до 1.80 GHz. Чем-то устройство CPU Kirin 980 напоминает архитектуру топовых процессоров MediaTek линейки X типа Helio X30 (тоже три кластера), однако топовых ядер не два, а четыре.
Более наглядное представление из презентации
Как и в случае 10-ядерников MediaTek, здесь кластеры CPU подключаются в зависимости от характера нагрузки. Чем больше требуется производительность, тем более мощные ядра будут задействованы. Более того, архитектура Kirin 980 позволяет задействовать не только весь кластер, но и отельное ядро.
Так, если верить словам представителей Huawei в ходе презентации, при совершении звонков Kirin 980 использует только третий кластер из «тихих» ядер ARM Cortex-A55, а вот уже запуск приложения Facebook для Android потребует задействовать дополнительно еще и одно ядро ARM Cortex-A76 из второго кластера.
Как загружается Kirin 980 в зависимости от типа нагрузки
Такие ресурсоемкие задачи, как, например, архивирование большого количества файлов, запуск 3D-игр и приложения виртуальной реальности потребуют активации полностью всех кластеров. А при прослушивании музыки вообще задействовано лишь одно ядро ARM Cortex-A55.
При этом в подавляющем большинстве случаев мощные ядра ARM Cortex-A76 «спят», что благотворно сказывается на расходе заряда аккумулятора. Также можно отметить, что ядра включаются по схеме 1-2-4-6-8, то есть одновременно могут работать либо одно ядро, либо комбинация из четного числа ядер.
Если верить представителям Huawei, то на смартфоне на базе Kirin 980 приложение Facebook будет запущено всего за 1 секунду, в то время как в случае Qualcomm Snapdragon 845 старт той же самой программы займет уже 1.3 с. Не супер достижение, конечно, однако на 25% быстрее.
GPU
В случае графического ускорителя 980-го чипа Huawei был сделан выбор в пользу десятки ядер ARM Mali-G76. Несмотря на уменьшение количества ядер по сравнению с Kirin 970 и более низкую тактовую частоту, за счет более совершенной архитектуры новый чип на 46% быстрее в 3D-графике, чем его предшественник.
Производительность GPU Kirin 980 и Kirin 970 в сравнении на базе данных внутреннего тестирования
При этом энергоэффективность возросла на рекордные 176%, что можно считать отличным достижением. Для сравнения с топовыми чипами от конкурентов была использована игра NBA 2K18, где прототип смартфона на базе Kirin 980 показал средний FPS в районе 59.3, а Snapdragon 845 — только 48.5.
Память
Как уже было отмечено выше, Huawei Kirin 980 поддерживает высокоскоростную четырехканальную память LPDDR4X с тактовой частотой 2133 MHz, что дает прирост пропускной способности до 34.1 Гбит/c. Для сравнения у Kirin 970 данный показатель равняется 29.9 Гбит/c, что абсолютно идентично Kirin 960 двухлетней давности.
В плане поддержки флеш-накопителей пока никакого развития нет, максимум — UFS 2.1. Видимо, за отсутствием на рынке более быстрых чипов UFS 3.0 было решено отложить внедрение нового стандарта на следующий год.
Связь
Да, не 5G. Зато встроенный модем Kirin 980 поддерживает сети 4G LTE Category 21/18 (что соответствует так называемому уровню 4.5G), что означает не только возросшую до 1.4 Гбит/с скорость загрузки данных, но и передачу 200 Мбит/с. Последний показатель у смартфонов не прирастал как минимум последние три года.
Стоит отметить, что Huawei предусматривает возможность комбинации Kirin 980 с 5G-модемом собственной разработки Balong 5000. По всей видимости, данная связка станет актуальной в 2019 году до того момента, когда компания представит следующий топовый чип для смартфонов с поддержкой сетей пятого поколения.
ISP (процессор обработки изображений)
Kirin 980 получил двойной интегрированный процессор обработки изображений (Image Sensor Processor — ISP), заточенный под работу с несколькими сенсорами одновременно. В этом году Huawei уже выпустила один смартфон с тройной основной камерой (P20 Pro) и вовсе не собирается останавливаться на достигнутом.
Если верить слайдам из презентации Huawei, показанной в ходе выставки IFA 2018, новый ISP на 46% быстрее, чем тот, что встроен в прошлогодний Kirin 970. Благодаря «умным» технологиям обработки графики он обеспечивает лучшую детализацию и цветопередачу конечных изображений.
Сравнение эффективности встроенного ISP чипсета Huawei Kirin 980 и Qualcomm Snapdragon 845
В тестовых лабораторных условиях ISP Kirin 980 позволяет получать значительно более качественные снимки, чем в случае Qualcomm Snapdragon 845. Разумеется, если верить представителям китайской компании. А вообще для этого нужно провести независимые испытания при максимально похожих прочих условиях.
NPU
Тема искусственного интеллекта сейчас усиленно продвигается маркетологами множества компаний, и Huawei не составляет исключения в этом плане. Зачастую ИИ представляет собой нечто вроде «серебряной пули», которая призвана избавить как организации, так и простых пользователей от множества проблем.
И, разумеется, создать новые. Уже не фантасты, а официальные представители корпораций пугают нас рассказами про совсем недалекое будущее, где роботы вытеснят людей почти во всех сферах деятельности, причем это преподается как «неизбежное благо» для человечества.
На самом деле цель всех этих рассказов заключается в привлечении новых инвестиций, когда речь идет о компаниях, и о продаже новых продуктов, когда речь идет об обычных пользователях. Так что когда на презентации менеджеры Huawei заявляют, что внутри Kirin 980 стоит «двухголовый» нейросетевой сопроцессор (NPU) — это звучит круто.
Однако давайте оставим в стороне скепсис и посмотрим, насколько NPU Kirin 980 хорош в техническом плане. На презентации представители Huawei сделали акцент на том, как сопроцессор помогает при фотографировании. Особенность этого процесса такова, что его, в отличие от распознавания голоса, нельзя делегировать в «облако».
Новый NPU заметно эффективнее определяет положение объектов в кадре и помогает корректировать настройки. В итоге конечный снимок получается намного качественнее. В численных показателях: Kirin 980 может распознавать 4500 изображений в минуту, в то время как Snapdragon 845 — 2371, а Apple A11 — и вовсе 1458.
Причем для идентификации объектов на подборке из 400 снимков новинке Huawei требуется всего 6 секунд. Встроенные алгоритмы позволяют распознавать объекты не только по контурам, но и учитывают детали. Более того, возможна «умная» обработка не только фото, но и видео в реальном времени.
Прочие моменты
Среди других нововведений Kirin 980 стоит отметить встроенный двухдиапазонный модуль GPS, способный работать с разными комбинациями частот для более высокой точки позиционирования. К тому же если в одном из диапазонов будут наблюдаться помехи, то второй будет выступать в качестве запасного.
Если вас интересуют технические подробности, то суть задачи такова. Орбитальные спутники системы GPS передают сигнал в достаточно широком спектре частот от 1176 до 1610 MHz. Однако большинство устройств использует сравнительно узкий участок от 1563 до 1587 MHz (полоса L1).
Поддержка GPS в новом Kirin 980
Также мобильные устройства могут принимать сигналы со спутников в диапазонах L2 (1215 — 1240 MHz) и L5 (1164 — 1189 MHz), которые не та сильно загружены, и которые не так часто глушатся вблизи военных и тому подобных объектов. Однако пока их поддерживают сравнительно немногие аппараты.
В случае двухдиапазонного модуля GPS чипсета Kirin 980 возможна одновременная работа с полосами L1 и L2, либо L1 и L5. Если верить представителям Huawei, то точность позиционирования у их новинки возросла на целый порядок. Так ли это — еще предстоит выяснить.
«Ложка дегтя»
И все-таки Huawei Kirin 980 — это мобильный процессор «настоящего», мобильный процессор 2018 года. Все-таки поддержка разогнанной до 2133 MHz оперативной памяти LPDDR4x — это не поддержка ОЗУ нового поколения LPDDR5, и работа с 4G LTE Category 21/18 — это не возможность подключения к сетям 5G.
Так что поддержку технологий следующего поколения (LPDDR5, UFS 3.0 и 5G) мы увидим лишь в следующем году. И среди «пионеров» тут будут Qualcomm и Samsung, а вовсе не Huawei с ее дочерней компанией HiSilicon. Все эти фишки появятся только у Kirin 990, анонс которого состоится не раньше августа 2019 года.
Смартфоны на базе Kirin 980
Первым первыми смартфонами на основе Kirin 980 должны стать Huawei Mate 20 и Mate 20 Pro, выход которых запланирован в октябре 2018 года. Также по сложившейся традиции может быть представлена дорогая премиум-версия флагмана Huawei Mate 20 Porsche Design, созданная в сотрудничестве с дизайнерами Porsche.
Уже в начале сентября прототип Huawei Mate 20 поставил абсолютный рекорд в популярном банчмарке AnTuTu, заслужив оценку в 356 918 «попугаев». А ведь будет еще более продвинутый Mate 20 Pro! Для сравнения пока что ни один аппарат на основе Snapdragon 845 не смог преодолеть планку в 300 000 баллов.
Следующими аппаратами на базе нового «камня» будут Huawei P30 и P30 Plus и P30 Pro (возможно), анонс которых ожидается в конце февраля следующего года на международной выставке MWC 2019 в Барселоне. Чтобы не смотрелись пришельцами из 2018 года на фоне конкурентов, компания установит в них 5G-модем Balong 5000.
Далее Kirin 980 должен перейти в статус чипсета для наиболее продвинутых смартфонов среднего уровня дочернего бренда Honor, вероятно Honor 20 и Honor Note 20. А к осени 2019 года ему на смену подоспеет более продвинутый Kirin 990. Впрочем, так далеко мы заглядывать сейчас не будем.
Резюме
Все указывает на то, что смартфоны на базе Kirin 980 должны стать новыми фаворитами гонки производительности в конце 2018 года. Единственный чип, который может оказаться еще мощнее — это Apple A12, который ляжет в основу нового поколения iPhone (предположительно iPhone 9, iPhone XS и iPhone XS Plus).