华为麒麟810研发背后:历时3年、砸数亿美元,费了5000多块开发板

2019-07-09 09:58:44 来源:智东西
今天荣耀首次曝光了麒麟810芯片实体,麒麟810是华为的第二款7nm制程芯片麒麟810,这款芯片的NPU采用了华为自研的达芬奇架构。6月21号,华为手机产品线总裁何刚华为在华为nova5发布会上正式发布了这款芯片,智东西当时进行了深度报道(华为第二款7nm手机芯片来了!自研达芬奇架构NPU,AI跑分超麒麟980)。

荣耀产品副总裁熊军民详细地揭秘了麒麟810的性能以及背后的研发经历,并预告即将在本月23号发布的c就将全系搭载麒麟810芯片
 

▲荣耀产品副总裁 熊军民


一、研发三年,砸入数亿美元
 

麒麟810的亮点非常密集,核心亮点包括:7nm制程,华为自研达芬奇架构NPU、旗舰版A76大核CPU、定制GPU、旗舰版IVP和ISP。
 

1、首先来说下7nm制程。
 

7nm是迄今为止业界最领先的已商用半导体制程。此前,业界采用7nm的旗舰手机AI芯片只有华为麒麟980、高通骁龙855和苹果A12三款。如今,华为麒麟810的面世,意味着在7nm制程旗舰手机芯片领域,华为已经占据四席中的两席。
 

据介绍,麒麟810的晶体管密度比10nm提升64%,比8nm提升50%,能效比10nm提升28%,比8nm提升20%,支持数量超过240个算子,通用性非常好。
 

荣耀产品副总裁熊军民透露说,麒麟810的芯片研发历时3年,期间投入了数亿美元,有超过1000多名半导体设计与工艺专家参与其中,耗费了5000多块工程验证开发板。
 

在熊军民看来,由于半导体物理极限的原因,很长一段时间7nm都会是最先进的工艺制程。
 

2、其次,再来说下华为自研达芬奇架构。
 

除了7nm的旗舰芯片制程外,麒麟810还采用了华为自研的达芬奇架构NPU,这也是继去年华为推出达芬奇架构的云端AI芯片昇腾Ascend 910和昇腾Ascend 310后,首次将达芬奇架构落地于终端芯片
 

NPU其意是指神经网络处理单元,2017年华为在发布首款AI芯片970时提出的,是在手机处理器平台新加入的一个擅长神经网络计算的单元,用来计算带有神经网络的一些典型AI应用,比如模式识别里的语音、图像(人脸)识别,以及其他会用到深度学习的一些AI应用。
 

麒麟970和麒麟980两款芯片的NPU中,采用了寒武纪的IP,麒麟970是单核NPU,而麒麟980则是采用了双核NPU架构。
 


一般厂商通过单独的CPU或者DSP等作为AI计算单元,达芬奇魔方则是采用3D架构,更适合进行大规模的矩阵运算。
 

熊军民表示,“达芬奇架构具有超240个算子,在16位浮点运算精度和INT8量化精度方面业界领先。能效高、算子多、精度高。”在第三方跑分上,麒麟810的运算速率也得到了印证,麒麟810在ETH AI Benchmark跑分超过32000分。
 

3、旗舰版的A76大核CPU、定制GPU以及旗舰版IVP和ISP。
 

CPU采用全新智能调频调度技术,设计了2大核(Cortex-A76,2.27GHz)+6小核(Cortex-A55,1.88GHz)架构,实现强劲性能。GPU方面,麒麟810则采用了Mali-G52 6核架构。
 

拍照方面,麒麟810采用全新旗舰级像素处理单元,采用最新一代自动白平衡(AWB算法),增加细节增强模块(DE)、DMAP等模块,增加RAW域降噪处理,还增设AR特征点云计算加速。
 

在麒麟810上,华为还推出了自研中间算子格式,支持华为HiAI2.0平台。HiAI是华为为应用开发者提供麒麟芯片AI能力的接入平台,可以开发者在麒麟810上,实现多种AI功能,包括AI影像、AI游戏以及AI美音等应用。
 


二、荣耀9X全系搭载麒麟810
 

由于麒麟810采用的是7nm这一目前能够量产的最领先的工艺,熊军民更是用“芯优一级压死人”来形容。即将在本月23号发布的荣耀9X就将全系搭载这一芯片
 

上一代的荣耀8X采用的则是12nm工艺的麒麟710,相比之下,荣耀9X的麒麟810芯片晶体管密度增加了110%,能效比提高了50%,这使得麒麟810兼顾过来更好的性能和更优的能效。
 

因此,被熊军民形容荣耀9X为“跳级生”,而其主要原因则在于麒麟810的AI算力。
 

 

要知道,华为手机芯片主要有7、8、9三个系列:
 

7:均衡设计的中端系列芯片
 

8:强劲性能的高端系列芯片
 

9:极致科技的旗舰系列芯片
 

麒麟810是8系列的第一款产品。
 

AI功能上,麒麟810款可以通过AI能力进行调频调度,可以预测负载,为大小核的灵活调度进行支持,用户体验上主要表现在流畅性和待机功耗上。
 

这款手机面向年轻群体,因此在游戏和娱乐体验上有所优化。
 

对比于上一代的荣耀8X,荣耀9X在1080P曼哈顿离屏测试中成绩提升175%,而GPU能效提高160%。这可以让荣耀9X在性能增长的同时更加省电。
 

此外,荣耀9X还将搭载最新的GPU Turbo3.0技术,支持70多款主流游戏。
 

 

在软件方面,还包括方舟编译器,以及首次问世的“鸿雁超级信号”,针对特定场景比如高铁、电梯、地下车库等特殊场景的信号优化等。
 

具此前的爆料,荣耀9X还具有多项看点,除麒麟810芯片外,还包括新一代全面屏(升降式摄像头设计)、屏下指纹、后置三摄、4000毫安时大电池、20W快充等。
 

三、麒麟810是荣耀9X亮点的“九分之一”
 

7nm研发对业内是有很大挑战,三星至今没有商用7nm芯片、高通也只有855一款高端芯片。有国外调研机构说台积电7nm晶圆比10nm贵了接近20%。华为为什么要将7nm工艺用于麒麟810芯片呢?
 

对此,熊军民表示,华为已经积累了7nm芯片经验,有能力将7nm制程的芯片应用到更多产品。华为认为,7nm在很长一段时间里都会是最先进制程,能给用户带来旗舰级的体验。7nm的麒麟980产品在市面上已经供货半年以上了,所以麒麟810的供货没有问题,华为还会加大供货。
 

熊军民也透露,麒麟810的成本也是非常高的。
 

去年华为推出了GPU Turbo、Link Turbo,今年又推出方舟编译器和超级文件系统。熊军民表示,今年还会有很多新技术推出,在8月9日左右举办的华为开发者大会上将会有更多的“很吓人的技术”出现。
 

当被问到麒麟810研发的难点是什么时,熊军民表示,芯片设计是极为复杂的系统工程。7nm工艺越往后,难度是指数级的上升。在芯片设计时,物理准备、逻辑设计难度都会成倍提升,而且是非线性、指数型提升。这很难用一两句话来说的,背后1000多个、5000多个工程师就是做这样的事儿,反复的压力测力、可靠性测试和,保证产品在底层应用时不会有什么问题。
 

对于即将发布的荣耀9X,熊军民则没有透露更多,但是他表示麒麟810只是荣耀9X亮点的“九分之一”,还有更多升级。
 

结语:麒麟810+荣耀9X值得期待
 

在今天的沟通会上,荣耀产品副总裁熊军民更加详细地揭秘了麒麟810的性能以及背后的研发经历。原来华为对麒麟810已经筹备了三年之久,期间投入了数亿美元,有超过1000多名半导体设计与工艺专家参与其中,耗费了5000多块工程验证开发板。从中可以看到华为在芯片研发上的决心。而从麒麟810的跑分来看,这款芯片还是相当具有竞争力的。
 

麒麟810是华为自研的达芬奇架构首次落地到终端芯片上。截止到目前,华为nova和即将发布的荣耀9X都已宣布搭载麒麟810芯片。可以看出,华为正在逐渐将达芬奇架构应用落地。那么,具体麒麟810在荣耀9X上的表现如何,还要等本月23号荣耀9X发布会上揭秘。


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