Heutzutage gibt es nur zwei vertikal integrierte OEMs mobiler Geräte, die die volle Kontrolle über ihre Chips haben: Apple und Huawei, und einer von ihnen ist stärker integriert als der andere. Dies ist Huawei, das unter anderem über ein eigenes Modem verfügt. Die Halbleitersparte von Huawei, HiSilicon, ist in den letzten Jahren das einzige Unternehmen geblieben, das in der Lage war, das zu tun, was andere nicht konnten: mit Lösungen in den High-End-Markt einzutreten, die mit dem aktuellen Geschäftsführer Qualcomm konkurrieren können.
Ich erinnere mich an die Veröffentlichung von Honor 6 mit dem kürzlich erschienenen (und damals wenig bekannten) SoC (System-On-Crystal, Single-Chip-System) Kirin 920. Dies war das erste Huawei-Gerät mit integriertem SoC, das wir getestet haben. Dies, wie die nächste Generation, die Kirin 930, litt unter Unreife und hatte ernsthafte Probleme, wie einen gefräßigen Speichercontroller und nur eine unbrauchbare Kamera-Verarbeitungspipeline (ISP / DSP). Der Kirin 950 war meiner Meinung nach ein Wendepunkt für HiSilicon, da das Produkt die Mängel der Vergangenheit korrigierte, wirklich beeindruckend herauskam und die Aufmerksamkeit des Marktes der Halbleiterindustrie auf sich zog.
In den letzten Jahren haben wir eine starke Konsolidierung in der mobilen Halbleiterindustrie gesehen. Unternehmen wie Texas Instruments, die einst wichtige Akteure waren, bieten keine mobilen SoC-Produkte mehr an. Wir sehen, dass Unternehmen wie Nvidia versuchen, den größten Teil des Marktes zu besetzen, aber ständig scheitern. MediaTek versuchte, den High-End-SoC mit der Helio X-Chipsatzlinie mit noch weniger Erfolg zu implementieren, sodass ich die Entwicklung in diesem Segment sogar einstellen musste, um mich auf die rentablere Hardware der P-Serie zu konzentrieren.
Selbst Samsung LSI, das ein relativ gutes Produkt der Flaggschiff-Exynos-Serie besitzt, hat es immer noch nicht geschafft, das Vertrauen seiner eigenen Mobilsparte zu gewinnen. Anstatt Exynos als exklusive Schlüsselkomponente der Galaxy-Serie zu verwenden, wandte sich Samsung an einen externen Anbieter und verwendete Qualcomms Snapdragon SoC. Aufgrund des Vorstehenden kann man mit Sicherheit sagen, dass die Herstellung wettbewerbsfähiger High-Tech-SoC- und Halbleiterkomponenten wirklich ein schwieriges Geschäft ist.
Der im letzten Jahr eingeführte Kirin 960 war sehr gemischt: Obwohl der SoC im Vergleich zum Kirin 950 spürbare Verbesserungen aufwies, sah er vor dem Hintergrund des Erfolgs konkurrierender Flaggschiffe blass aus: Samsung- und Qualcomm-SoCs, da beide einen bedeutenden technologischen Vorteil hatten. Und die nächste Veröffentlichung der Flaggschiffe von Huawei mit der neuen Generation von SoCs im vierten Quartal kreuzte sich mit der Veröffentlichung von Apple, im Gegensatz zum üblichen ersten Quartal für Qualcomm und Samsung.
Wenn wir also Kirin mit Snapdragon und Exynos vergleichen, sehen wir ein Produkt, das für die Partei zu spät ist, wenn es darum geht, neue Technologien wie einen neuen technologischen Prozess und geistiges Eigentum einzuführen. Kirin 970 gehört ebenfalls zu dieser Kategorie: Als 10-nm-SoC auf Basis von Cortex-A73 liegt es in Bezug auf Prozessorknoten hinter Qualcomm und Samsung zurück, und dennoch kam es in Bezug auf den ARM-Release-Zeitplan zu früh heraus, was die Implementierung von DynamiQ-basierten CPU-Kernen verhinderte. A75 und A55. Dies deutet darauf hin, dass der Kirin 970 nur wenige Monate technische Leistungsgleichheit mit dem Snapdragon 835 und dem Exynos 8895 aufweist, bevor wir die neuen Produkte Snapdragon 845 und Exynos 9810 im regulären Frühjahrsaktualisierungszyklus sehen.
Der heutige Test widmet sich jedoch Kirin 970 und seinen Errungenschaften und bietet auch die Möglichkeit, die aktuelle Situation von SoCs zu analysieren, die in Android-Geräten verwendet werden.
Der Kirin 970 zeigte keine signifikanten IP-Verbesserungen, da er weiterhin denselben Zentralprozessor von ARM wie der Kirin 960 verwendet. Der neue SoC hat die Frequenz der CPU-Cluster nicht einmal erhöht, und wir sehen die gleichen 2,36 GHz für die A73- und 1,84-Kerne GHz für A53-Kerne. Als ARM den A73 zum ersten Mal auf den Markt brachte, sahen wir eine positive Absicht, die Frequenz bei 10 nm TSMC auf 2,8 GHz zu erhöhen, was anscheinend fehlgeschlagen ist. Dies weist auf die immer komplexer werdende Erhöhung der Frequenz in mobilen SoCs hin, da die Rendite von Aktualisierungen des Prozessorknotens immer geringer wird.
Der Kirin 970-Prozessor zeigt jedoch eine signifikante Überarbeitung und Verbesserung der GPU. Wir sehen die erste Implementierung des ARM Mali G72 in einer 12-Cluster-Konfiguration und eine 50% ige Erhöhung der Anzahl der Kerne im Vergleich zum G71-MP8 im Kirin 960. Die neue GPU läuft mit einer deutlich niedrigeren Frequenz (746 MHz im Vergleich zu 1033 MHz des Kirin 960). Bei einer Überprüfung des Prozessors durch Matt Humrick wurden ungewöhnlich hohe Durchschnittsleistungsindikatoren des Mali G71 gefunden, die zur Erwärmung der Mate 9-Smartphone-Hülle führten. Daher hoffe ich, dass die architektonischen Verbesserungen des neuen G72 zusammen mit einer breiteren Konfiguration und einer niedrigeren Frequenz in Kombination mit dem neuen Prozessorknoten erfolgen deutliche Verbesserung gegenüber dem Vorgänger.
Das neue Modem in Kirin 970 verwendet jetzt 3GPP LTE Release 13 und unterstützt Download-Geschwindigkeiten von bis zu 1200 Mbit / s, indem der Träger bis zu 5 x 20 MHz mit 256-QAM kombiniert wird. Damit entspricht das Kirin-Modem Qualcomm X20, das in Snapdragon 845 integriert wird.
Der größte mit Kirin 970 verbundene Hype betraf den integrierten neuromorphen Prozessor. NPU, wie HiSilicon es nennt, ist ein Gerät der neuen Generation. Es besteht aus spezialisierten Einheiten, die die „Ausgabe“ des Convolutional Neural Network (CNN) beschleunigen sollen. Um diese Nachricht herum wurde bereits über „künstliche Intelligenz“ im Smartphone gesprochen, aber der richtige Begriff ist Maschine oder Deep Learning. Eingebaute Hardwarebeschleunigungseinheiten verschiedener Hersteller führen kein Deep Learning durch, sondern verbessern die Ausführung (Ausgabe) neuronaler Netzwerkmodelle. Das Modelltraining wird zwar weiterhin entweder in der Cloud oder von anderen SoC-Einheiten wie der GPU durchgeführt, dies ist jedoch ein erster Blick, aber wir werden die NPU in einem speziellen Artikel genauer betrachten.
Matrix SoC-Schaltung mit freundlicher Genehmigung von TechInsights Mate 10Wie oben erwähnt, ist eine der Hauptverbesserungen des Kirin 970 der Übergang zum TSMC 10FF-Prozessorknoten. Während davon ausgegangen wird, dass der 10-nm-Prozess von Samsung noch sehr lange verwendet wird - wir werden zwei weitere Generationen von SoC auf 10LPE und 10LPP veröffentlichen -, verfolgt TSMC einen anderen Ansatz und sieht seinen 10FF-Prozessorknoten als Übergang zum erwarteten 7FF-Knoten, der fällig später im Jahr 2018. Daher sind die bislang einzigen mobilen TSMC 10FF-Produkte MediaTek X30 und Apple 10X, die im letzten Sommer in kleinen Mengen veröffentlicht wurden, sowie Apple A11 und HiSilicon Kirin 970, die im dritten und vierten Quartal, dh 2-3 Quartale später, veröffentlicht wurden Wie Samsung mit der Massenproduktion des Snapdragon 835 und des Exynos 8895 begann.
Die Erwartungen von HiSilicon an den neuen Prozessorknoten sind gering. Dies ist eine eher bescheidene Effizienzsteigerung von nur 20% bei gleicher Prozessorclusterleistung, die unter 30% liegt, wie in früheren ARM-Prognosen angekündigt. Eine sehr geringe Verbesserung der Leistung war wahrscheinlich einer der Gründe, warum HiSilicon beschlossen hat, die Prozessorfrequenz des Kirin 970 nicht zu erhöhen, sondern sich stattdessen darauf zu konzentrieren, den Stromverbrauch und die TDP im Vergleich zum Kirin 960 zu senken.
Der neue SoC hat die Größe der Matrix von 117,72 mm² auf 96,72 mm² erheblich reduziert, obwohl er 50% mehr GPU-Kerne sowie neue IP-Einheiten wie NPU enthält. Unsere TechInsights-Kollegen haben einen detaillierten Vergleich der Blockgröße zwischen Kirin 960 und Kirin 970 veröffentlicht, und wir sehen eine 30-38% ige Reduzierung der Blockgröße für IP von Äpfeln zu Äpfeln. Der Cortex-A73 Quad-Core-Cluster hat jetzt eine Größe von nur 5,66 mm², was in starkem Gegensatz zu Apple steht, das in seinem Dual-Core-Cluster mit großem Prozessor doppelt so viel Silizium verwendet.
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