集成 5G modem、支持独立和非独立组网、算力提升同时功耗降低...... 在 2019 德国柏林国际电子消费展（IFA）上，华为消费者业务 CEO 余承东向全球推出了全新旗舰麒麟990 系列手机 SoC 平台，包括麒麟990 和麒麟990 5G。余承东称：“这是世界上性能最强的 5G SoC，也是业界首个、当今唯一一个旗舰级别的 5G 手机 SoC。” 但 IFA 从来不缺乏竞争者，就在华为发布会结束后几个小时，高通也宣布将推出集成 5G 功能的骁龙 7 系 5G 移动平台，该平台已于 2019 年第二季度向客户出样。两天前，三星还抢先发布了一款内置 5G modem 的 Exynos 980 SoC 芯片，具体商用时间未定。 要说是谁将吹响 5G 时代新一阶段的竞争号角，那非麒麟990 莫属了——余承东宣布，9 月 19 日，搭载麒麟990 系列芯片的 Mate30 系列手机将在德国发布。 在那之前，我们先看看麒麟990 到底强在哪里。 内置 5G 基带，晶体管 103 亿个 目前市面上已有的 5G 解决方案，都是通过外挂 5G 基带来实现 5G 网络。麒麟990 5G 是全球首个将 5G 基带集成到手机 SoC 中，并采用了目前业界最先进 7nm EUV 工艺制程的 5G SoC。 尽管上一代麒麟980、苹果 A12 等芯片也采用了 7nm 工艺，但并未采用 EUV 光刻机，麒麟990 5G 则是抢到了 7nm EUV 工艺的先发位置。相比现在主流的 DUV 光刻机技术，EUV 能给硅片刻下更小的沟道，芯片上得以集成更多的晶体管。 因此原本两个芯片现在集成到了一起，晶体管的数量一下暴增至 103 亿个，麒麟990 5G 芯片的尺寸却与上一代指甲盖大小的麒麟980 无异。作为对比，上一代 980 的晶体管数量仅为 69 亿个，苹果最新的 A12X 集成了 100 亿个，却并未应用到手机设备上。麒麟990 5G 的晶体管数量与复杂程度均达到了目前业界之最。 为什么要做内置 5G 基带？好比两个人在同一办公室工作，总比在分开办公室的效率高，手机芯片同理。从能耗上来说，内置基带可以提升芯片效率，降低功耗的发热，同时提升手机内部空间的使用率。 华为表示，在 Sub-6GHz 频段下，麒麟990 5G 的下行峰值速率达到了 2.3Gbps，上行峰值速度达到了 1.25Gbps。这对于芯片的效率有着很高的要求，如果单纯地增加晶体管数量而不是提升工艺，是无法很好解决问题的。 虽然三星在发布 Exynos 980 SoC 芯片时称，在 Sub-6GHz 频段下，最高下行速率可达 2.55Gbps，最高上行速率达 1.28Gbps。速率看起来高于麒麟990，艾伟对此表示：“三星给出的上下行速率是不符合 5G 标准下的理论计算最大值的，他们怎么算出来的只有自己知道。” 业内首款 16 核 Mali-G76 GPU 回到手机 SoC 的核心，CPU 和 GPU。麒麟990 的 CPU 和 GPU 依旧采用了 Cortex A76 和 Mali-G76。 CPU 是“2 2 4”共 8 核的三档能效架构，其中麒麟990 5G的具体组合为两个大核（Cortex A76 Based@2.86GHz），两个中核（Cortex-A76 Based@2.36GHz），以及四个小核（Cortex-A55@1.95GHz），能效分别提升 12%、35% 和 15%。 与高通旗舰芯片相比，麒麟990 5G 的单核性能高 10%，多核性能高 9%。 而在 GPU 上，麒麟990 则是将其升级为 16 核，性能提升 6%，能效提升 20%。大大增加了麒麟990 的图像处理能力。以至于余承东在发布会上直言：“友商发布了一款 PPT 芯片，他们的 GPU（Mali-G77）只有 5 核。” 同时麒麟990 为重载游戏设计了智能缓存技术，根据华为介绍，这一技术能够有效提升 GPU、CPU 和内存之间的通信效率，从而将带宽需求减少 15%，内存功耗降低 12%。在现场，华为专门用吃鸡手游做了一个演示，麒麟990 与高通骁龙855 作对比，在两者保持满帧 60 帧时，前者的功耗约为 3.2W，而后者略高，为 3.8W。 至于为何没有使用今年 ARM 公布的新一代 A77 CPU 和 G77 GPU，艾伟回答道：“其实在麒麟970 发布的时候，我们就已经在准备麒麟990 的技术了。从时间节点来看，赶不上今年 ARM 的应用。CPU 和 GPU 的提升并不大，对于华为来说，我们更关心 SoC 芯片在功耗上的表现，这是一个要综合权衡的事。” 自研达芬奇 NPU 架构，瞄准 AI AI 性能是麒麟990 的重头戏。近两年我们可以明显看到，华为在 NPU 方面的发力。 自去年华为自研的达芬奇架构落地，华为已经将它的应用从云端 AI 芯片转移到了手机终端芯片麒麟810 上。前两代麒麟980 和麒麟970 均采用了寒武纪的 IP NPU。 此次麒麟990 5G 是第一款采用达芬奇架构 NPU 的旗舰级 SoC，也第一次采用了两个大核 NPU 一个微核 NPU 的架构设计。麒麟990 则是一个大核 NPU 一个微核 NPU 设计。与业界其它旗舰级 SoC，麒麟990 独特地加上了微核设计。 这样的设计有什么好处？华为表示，在手机日常使用中，有的应用对于 AI 算力要求并不高，而微核的功耗也低，用它来处理可以减小功耗。艾伟举了一个例子，当设备休眠的时候，会有低功耗的微核工作，以探测外界的变化，等到真正有大型任务的时候，再交由大核进行处理。这种使用场景常见于语音唤醒、人脸解锁等任务。 大核与微核的功耗相差了 24 倍，因此在使用了这种设计之后，可以让 AI 的运算更省电，一天的耗电量还不到 5%。 AI 的另一个实际应用被华为看得很重：实时 AI 识别能力。这个能力我们之前在搭载了麒麟980 的 Mate 20 Pro 上就能看到，独有的 AI 摄像能实时识别人像，并对其进行留色处理。 得益于全新的架构模式，麒麟990 5G 相比 980 有了更高的 AI 算力，前者支持 300 多个算子，比 980 多了近 100 个。从现场演示的视频来看，麒麟990 能够针对视频中的人、不同物体进行识别并切割，从而给整个画面替换背景，甚至单独对某一对象进行删除、放大和缩小等处理。 数据再好也要考虑落地 说了那么多麒麟990 很多方面的提升，也要让你看见落到实处的应用。 华为引领了近两年的手机拍照潮流，固然也不会落下手机拍照性能的提升。 麒麟990 5G 采用了自研 ISP（图像传感处理器）5.0 版本，并全球首发了手机端 BM3D（Block-Matching and 3D filtering）专业图像降噪技术，同时搭载了双域联合视频降噪技术。 据余承东介绍，ISP 5.0 的吞吐率提升 15%，能效提升 15%。而 BM3D 此前主要被应用于单反相机，从未被应用在手机上，它能有效提高手机在暗光条件下的拍摄能力，照片降噪能力提升30%，暗光场景噪点更少。 另一边，华为数十年通信行业经验也让他们对于 5G 应用有着更实际的思考。 在 5G 商用初期，基站覆盖范围不够广，会造成信号弱、功耗大和移动场景下 5G 速率不稳定的情况。华为针对这三个挑战进行了优化。 例如在信号弱的场景，麒麟990 5G 推出了智能上行分流设计，在视频直播、短视频上传等应用场景同时使用 5G 和 4G 网络，上传速率可提升 5.8 倍。 还有一个值得注意的是，为什么麒麟990 有 4G 和 5G 两个版本？艾伟专门对此进行了回复：“在中国能够大规模地应用 5G，而在其它很多国家和地区，不一定能够用上 5G 服务。”华为充分考虑了市场需求而推出产品。 从麒麟990 的整体升级来看，其主要发力点在于 AI 和图像。这与 5G 的特性是相吻合的。当网络承载能力提升，手机端侧的处理能力必须提高到相应水平，否则无法高效工作，更无法与其它物联网设备进行协作。 华为的鸿蒙系统已应用在了智慧屏上，按照计划，明年后年将会逐步应用于 IoT 等设备里，而今年 5G 手机终端 以及 5G CPE 已经做好了准备，但未来 5G 的更多应用落地还无从得知。或许在 9 月 19 日之后，我们会得到新的答案。