Hoy en día, solo hay dos OEM de dispositivos móviles integrados verticalmente que tienen control total sobre sus chips: Apple y Huawei, y uno de ellos está más integrado que el otro. Este es Huawei, que, entre otras cosas, tiene un módem de diseño propio. La división de semiconductores de Huawei, HiSilicon, ha seguido siendo la única compañía en los últimos años que ha podido hacer lo que otros no podían hacer: ingresar al mercado de gama alta con soluciones que pueden competir con el actual líder comercial, Qualcomm.
Recuerdo el lanzamiento de Honor 6 con el recientemente aparecido (y luego poco conocido) SoC (System-On-Crystal, sistema de un solo chip) Kirin 920. Este fue el primer dispositivo Huawei con SoC incorporado que revisamos. Esto, como la próxima generación, el Kirin 930, sufría de inmadurez y tenía serios problemas, como un controlador de memoria glotón y solo una tubería de procesamiento de cámara inutilizable (ISP / DSP). El Kirin 950 fue, en mi opinión, un punto de inflexión para HiSilicon, ya que el producto corrigió las deficiencias pasadas, salió realmente impresionante y atrajo la atención del mercado de la industria de semiconductores.
En los últimos años, hemos visto una gran consolidación en la industria de semiconductores móviles. Empresas como Texas Instruments, que alguna vez fueron actores clave, ya no ofrecen productos móviles SoC. Vemos empresas, como Nvidia, que intentan ocupar la mayor parte del mercado, pero fallan constantemente. MediaTek intentó implementar el SoC de gama alta con la línea de chipset Helio X con aún menos éxito, por lo que incluso tuve que suspender el desarrollo en este segmento para centrarme en el hardware de la serie P más rentable.
Incluso Samsung LSI, que tiene un producto relativamente bueno de la serie insignia de Exynos, aún no ha logrado ganarse la confianza de su propia división móvil. En lugar de usar Exynos como el componente clave exclusivo de la serie Galaxy, Samsung recurrió a un proveedor externo y usó Snapdragon SoC de Qualcomm. Con base en lo anterior, es seguro decir que la producción de componentes de semiconductores y SoC de alta tecnología competitivos es realmente un negocio difícil.
El Kirin 960 presentado el año pasado fue muy variado: aunque el SoC mostró mejoras notables en comparación con el Kirin 950, se veía pálido en el contexto del éxito de los buques insignia de la competencia: SoC Samsung y Qualcomm, ya que ambos tenían una ventaja tecnológica significativa. Y el próximo lanzamiento de los buques insignia de Huawei con la nueva generación de SoC en el cuarto trimestre se cruzó con el lanzamiento de Apple, en contraste con el primer trimestre habitual para Qualcomm y Samsung.
Por lo tanto, cuando comparamos Kirin con Snapdragon y Exynos, vemos un producto que llega tarde a la fiesta desde el punto de vista de la introducción de nuevas tecnologías, como un nuevo proceso tecnológico e IP. Kirin 970 también pertenece a esta categoría: al igual que un SoC basado en Cortex-A73 de 10 nm, va a la zaga de Qualcomm y Samsung en términos de nodos de procesador y, sin embargo, salió demasiado pronto en relación con el calendario de lanzamiento de ARM, lo que le impidió implementar núcleos de CPU basados en DynamiQ. A75 y A55. Esto sugiere que el Kirin 970 tiene solo unos pocos meses de igualdad de rendimiento técnico con el Snapdragon 835 y Exynos 8895 antes de que veamos los nuevos productos Snapdragon 845 y Exynos 9810 en el ciclo regular de actualización de primavera.
Sin embargo, la revisión de hoy está dedicada a Kirin 970 y sus logros, y también brinda la oportunidad de analizar la situación actual de los SoC utilizados en dispositivos Android.
El Kirin 970 no mostró mejoras significativas de IP, ya que continúa utilizando el mismo procesador central de ARM que en el Kirin 960. El nuevo SoC ni siquiera aumentó la frecuencia de los grupos de CPU, y vemos los mismos 2,36 GHz para los núcleos A73 y 1,84. GHz para núcleos A53. Cuando ARM lanzó inicialmente el A73, vimos una intención positiva de aumentar la frecuencia a 2.8 GHz a 10 nm TSMC, lo que parece haber fallado. Esto indica la complejidad cada vez mayor de aumentar la frecuencia en SoC móviles, ya que el rendimiento de las actualizaciones en el nodo del procesador es cada vez menor.
Pero el procesador Kirin 970 demuestra una revisión y mejora significativas de la GPU. Vemos la primera implementación del ARM Mali G72 en una configuración de 12 clústeres, y un aumento del 50% en el número de núcleos en comparación con el G71-MP8 en el Kirin 960. La nueva GPU funciona a una frecuencia mucho más baja (746 MHz en comparación con 1033 MHz del Kirin 960). En la revisión del procesador por Matt Humrick, se encontraron indicadores de potencia promedio anormalmente altos del Mali G71, lo que condujo al calentamiento del cuerpo del teléfono inteligente Mate 9, por lo que espero que las mejoras arquitectónicas del nuevo G72 junto con una configuración más amplia y una frecuencia más baja en combinación con el nuevo nodo del procesador Mejora significativa sobre su predecesor.
El nuevo módem en Kirin 970 ahora usa 3GPP LTE Release 13 y admite velocidades de descarga de hasta 1200 Mbps combinando un operador de hasta 5x20 MHz con 256-QAM, lo que hace que el módem Kirin sea el equivalente de Qualcomm X20, que se integrará en Snapdragon 845.
La mayor exageración asociada con Kirin 970 fue en torno al procesador neuromórfico integrado. NPU, como lo llama HiSilicon, es un dispositivo de nueva generación. Consiste en unidades especializadas diseñadas para acelerar la "salida" de la red neuronal convolucional (CNN). En torno a esta noticia, ya se ha hablado sobre "inteligencia artificial" en el teléfono inteligente, pero el término correcto es máquina o aprendizaje profundo. Las unidades de aceleración de hardware incorporadas de diferentes fabricantes en realidad no realizan aprendizaje profundo, sino que mejoran la ejecución (salida) de modelos de redes neuronales, mientras que la capacitación modelo continuará siendo realizada en la nube o por otras unidades de SoC, como la GPU, pero esto es una primera mirada, pero veremos una buena NPU en un artículo especializado.
Circuito de matriz SoC cortesía de desmontaje TechInsights Mate 10Como se mencionó anteriormente, una de las principales mejoras del Kirin 970 es la transición al nodo del procesador TSMC 10FF. Si bien se cree que el proceso de 10 nm de Samsung se utilizará durante mucho tiempo, veremos dos generaciones más de SoC lanzadas en 10LPE y 10LPP: TSMC adopta un enfoque diferente y considera que su nodo de procesador 10FF es transitorio al nodo 7FF esperado, que debido más tarde en 2018. Por lo tanto, los únicos productos móviles TSMC 10FF hasta la fecha son MediaTek X30 y Apple 10X, lanzados en un pequeño volumen el verano pasado, así como Apple A11 y HiSilicon Kirin 970, lanzados en el tercer y cuarto trimestre, es decir, 2-3 trimestres después cómo Samsung comenzó la producción en masa del Snapdragon 835 y Exynos 8895.
Las expectativas de HiSilicon del nuevo nodo de procesador son bajas. Este es un aumento bastante modesto en la eficiencia de solo un 20% con el mismo rendimiento del clúster de procesadores, que está por debajo del 30% anunciado en pronósticos ARM anteriores. Una mejora muy escasa en la potencia fue probablemente una de las razones por las que HiSilicon decidió no aumentar la frecuencia del procesador en el Kirin 970, y en su lugar se centró en reducir el consumo de energía y disminuir el TDP en comparación con el Kirin 960.
El nuevo SoC ha reducido significativamente el tamaño de la matriz de 117.72 mm² a 96.72 mm², aunque tiene un 50% más de núcleos de GPU, así como nuevas unidades IP como NPU. Nuestros colegas de TechInsights publicaron una comparación detallada del tamaño de bloque entre Kirin 960 y Kirin 970, y vemos una reducción del 30-38% en el tamaño de bloque para IP de manzanas con manzanas. El clúster de cuatro núcleos Cortex-A73 ahora tiene un tamaño de solo 5,66 mm², lo que contrasta con Apple, que utiliza el doble de silicio en su clúster de procesador grande de doble núcleo.
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