Техническое подразделение Huawei рассказывает о том, что заставляет вкладывать годы и миллионы долларов в смену процессора, и почему всегда лучше разрабатывать процессоры своими руками, а не покупать их на стороне.
Если вы любитель компьютерной техники, вы, вероятно, уже слышали о страданиях и проблемах, через которые пришлось пройти Intel для того, чтобы перевести свои процессоры на «рельсы» нового 10-нм техпроцесса, и что вместо запланированного выпуска таких моделей в 2016 году их дебют переехал на 2019 год. И даже ходят слухи, что Intel махнёт рукой на эту веху развития процессоров, чтобы сосредоточиться на новых 7-нм моделях. В итоге лучший из лучших CPU Intel изготовлен на уже немолодом (трёх-четырёхлетней «выдержки») 14-нм техпроцессе.
Планы Intel по освоению техпроцессов (2015 г.). Как видите, реальность оказалась иной
О техпроцессе сегодня говорят не так часто, как о мегагерцах и ядрах, потому что это нечто большее, чем маркетинговый термин, а настоящий критерий того, как высоко находится «потолок» в развитии вычислительной техники.
Сравнение ВСЕХ Процессоров QUALCOMM 2022
Главный критерий, о котором говорит техпроцесс – размер транзисторов. Чем тоньше (меньше) техпроцесс, тем больше транзисторов можно разместить на одной и той же площади кристалла = тем быстрее будет процессор. Либо можно зайти с обратной стороны и разместить прежнее количество транзисторов на меньшей площади, чтобы уменьшить нагрев/энергопотребление процессора, выделить больше ресурсов для игровой графики или модема, и т.д.
Легендарный «закон Мура» (1965 г.) гласит, что плотность транзисторов на одной микросхеме будет удваиваться каждые 24 месяца, и все производители компонентов по сей день стремятся следовать этому правилу. С другой стороны, полупроводниковые заводы уже давно нашли новые способы построения и компоновки транзисторов на прежней площади, поэтому у компьютеров и ноутбуков даже в рамках одного техпроцесса начали появляться более мощные процессоры.
Закон Гордона Мура
А вот в смартфонах, с их экстремально плотной компоновкой и повышенным требованиям к экономичности и «холодному нраву», ситуация не изменилась. «В лоб» сравнивать конструкцию процессоров Intel и смартфонные ARM нельзя, но стоит отметить, что пока новые Core i3/i5/i7 только дожидаются своих 10 нм, производители смартфонов уже выпустили серийные смартфоны с «холодными», быстрыми и экономичными 10-нм процессорами.
В Huawei таким чипом стал 10-нанометровый Kirin 970, изготовленный на фабрике TSMC, а самыми популярными носителями его стали смартфоны Huawei Mate 10 и P20. И, заметьте, спустя всего год все производители мобильной техники уже «переобуваются» на 7-нм! Первыми в этой гонке стали Huawei с чипом Kirin 980 и Apple с новым A12 Bionic.
Зачем всё это нужно? Для того, чтобы процессоры становились плотно скомпонованными, то есть, более производительными и экономичными одновременно. Чем меньше транзисторы, тем меньший ток потребуется для их питания, и тем меньше тепла будет генерировать вся конструкция из процессора, графики, модема и т.д. И это важно, потому что горячий смартфон – это не только неприятно, но и гарантия троттлинга (система «самосохранения» процессора, когда он снижает частоты при перегреве) – замедленной работы под нагрузкой.
Huawei Mate 7 — Обзор смартфона с 8-и ядерным процессором и камерой 13 Мп
Для того, чтобы преодолеть кризис в освоении новых техпроцессов, нужна массовость и денежные инвестиции. Поэтому, если мы кому-то и обязаны прогрессом в полупроводниковой индустрии за последнее время, то именно смартфонам. Спрос на этот тип техники настолько высокий, что всего за шесть лет процессоры шагнули от 40-нм в чипе K3V2 (Huawei Ascend P1 и др.) к 7-нм чипу в новеньких Mate 20.
Сейчас очень модно рассуждать о том, что «железо – не главное», но именно от производительности смартфона зависит то, насколько хороший дисплей ему будет по силам «потянуть», как хорошо он будет взаимодействовать с камерой, и какую графику будет выдавать в играх. Поэтому развитие процессоров всегда стоит поощрять и приветствовать – все новшества приходят именно с этой стороны.
Конструкция Kirin 980
И именно поэтому вопросы «куда ещё меньше-то?» в отношении техпроцесса не будут актуальны – транзисторы будут уменьшать до тех пор, пока они не станут размером с атом. Уже сейчас в TSMC расписаны планы по внедрению новых техпроцессов вплоть до 3 нм. А в ближайший год все будут говорить о 7-нм процессорах, спроектированных для работы с искусственным интеллектом, виртуальной и дополненной реальностью и работой с блокчейн-нагрузками (не только криптовалютами, кстати говоря).
Хотите конкретики? Пожалуйста! Официальные данные TSMC говорят, что процессоры на базе 7-нм техпроцесса потребляют на 40% меньше энергии и работают быстрее на 20% в сравнении с 10-нм моделями.
Сейчас из «большой тройки» производителей смартфонов Huawei и Apple уже выпустили свои 7-нм процессоры в смартфонах 2018 модельного года, а единственным производителем, который до сих пор не перешёл на чипы нового поколения, остался Samsung – даже относительно новый Galaxy Note 9 предлагает лишь 10-нм в Snapdragon 845 и Exynos 9810. Посмотрим, чем ответит наш конкурент из Южной Кореи в следующем году.
Вы можете кивнуть на то, что, в отличие от Huawei, многих производителей устраивает положение вещей, когда они покупают готовые процессоры, а не разрабатывают их самостоятельно. Но не забывайте, что мы предлагали «холодный» и быстрый Kirin 950 в Mate 8 уже тогда, когда конкурирующие Android-смартфоны располагали более горячими и прожорливыми процессорами Qualcomm Snapdragon 808 и 810, а до выхода Snapdragon 820 оставалось ещё полгода.
Вопреки всему скепсису о том, что смартфоны уже не станут заметно быстрее, они всё равно «прыгают выше головы». И с выходом смартфонов с 7-нм процессорами вы сможете убедиться в этом собственноручно.
Источник: www.ferra.ru
Huawei рано списывать со счетов. У компании появилась собственная однокристальная система Kirin KC10 с производительностью как у Snapdragon 8 Gen 2
Несмотря на то, что Huawei больше массово не производит собственные однокристальные системы, это вовсе не значит, что компания их не разрабатывает. Причем судя по последним данным, SoC у Huawei получаются лучше, чем у Samsung, если судить по производительности.
Китайский ресурс MyDrivers опубликовал фото Huawei Mate 50 Pro на некой новой SoC Huawei Kirin KC10, а инсайдер, известный под ником Rodent950, немного рассказал о ней.
По словам информатора, Kirin KC10 (она же Kirin 9010) отличается высокой производительностью – около 1,3 млн баллов в бенчмарке AnTuTu. Он также намекнул на то, что компания работает над более мощной SoC KC20. Однако так как Huawei не может полагаться на внешних партнеров для производства своих SoC, придется дождаться собственного литографа Huawei, чтобы новые Kirin увидели свет.
Если это правда, то Huawei добилась существенного прогресса в разработке SoC, ведь пока только две платформы в мире способны продемонстрировать столь высокий результат в AnTuTu – это Snapdragon 8 Gen 2 и Dimensity 9200.
Rodent950 специализируется на утечках о смартфонах Huawei и Honor. В свое время опубликовал точные подробности о смартфонах Huawei P50 и Mate 40 до их премьеры.
Источник: www.ixbt.com
Huawei Kirin Процессор
2022: Отсутствие процессоров у Huawei из-за санкций США
21 декабря 2022 года стало известно о том, что компания Huawei исчерпала запасы процессоров собственной разработки для смартфонов. Об этом говорит статистика, собранная аналитической компанией Counterpoint Research.
В условиях санкций со стороны США, введение которых против Huawei началось в 2019 году (подробнее здесь), китайский производитель потерял возможность приобретать передовые чипы у американских разработчиков. Позднее ограничения были расширены, в результате чего Huawei не может заказывать производство процессоров у предприятий, использующих американское программное обеспечение или оборудование, в частности, у TSMC.
Процессор Kirin 990 5G
По оценкам Counterpoint Research, в третьем квартале 2022 года доля новых смартфонов с чипами Kirin, разработанными подразделением HiSilicon компании Huawei, сократилась до ноля. Для сравнения: во второй четверти 2022-го она равнялась 0,4%, а годом ранее — 3%. Таким образом, у Huawei больше не осталось собственных мобильных процессоров.
Вместе с тем телекоммуникационный гигант, по имеющимся данным, рассматривает возможность использования в своих смартфонах изделий китайского производства: они смогут обеспечить поддержку 5G, но по функциональности и быстродействию будут уступать передовым решениям. Дело в том, что SMIC, крупнейшее китайское предприятие по изготовлению полупроводниковой продукции, способно выпускать 7-нм чипы, но такие решения не подходят для смартфонов — они могут применяться в системах для добычи криптовалют. Что касается процессоров для мобильных устройств, то SMIC и другие производители в КНР пока не способны использовать технологии с нормами менее 14-нм. Для сравнения: TSMC и Samsung Foundry уже изготавливают чипы для смартфонов по 4-нм методике. В 2023 году эти предприятия начнут отгружать изделия, выполненные по 3-нм технологии. [1]
2020
Huawei начинает производить чипы самостоятельно
В начале ноября 2020 года стало известно о запуске компанией Huawei собственного производства процессоров. Тем самым китайский производитель телекоммуникационного оборудования и серверов намерен минимизировать последствия американский санкций, введенных против него. Подробнее здесь.
Остановка выпуска процессоров из-за санкций США
В августе 2020 г стало известно, что китайский производитель смартфонов Huawei Technologies в сентябре будет вынужден остановить производство телефонов на базе процессора Kirin. Причина — введенные со стороны США санкции (см. Санкции против Huawei). Ольга Сорокина, Страховой Дом ВСК на TAdviser SummIT — о четырех главных направлениях цифровой трансформации
«Производство прекратится пятнадцатого сентября. Этот год может стать последним для высокопроизводительных процессоров Huawei Kirin», — рассказал глава потребительского подразделения компании Ричард Юй.
Он добавил, что у компании Huawei «нет процессоров и нет поставок»: анонсированный смартфон Mate 40 будет последним на базе Kirin.
2019
Анонс Kirin 1000
Компания Huawei приступила осенью 2019 года к пробному производству уникального на 1 октября 2019 г. процессора Kirin 1000. Это флагманский чип, ориентированный на будущие топовые смартфоны и, возможно, планшетные компьютеры Huawei, а также мобильные гаджеты, выпускаемые под ее дочерним брендом Honor.
Уникальность Kirin 1000 заключается в технологическом процессе, используемом при его производстве – по данным ресурса Korea Herald, Huawei сделала ставку на 5 нанометров. Для сравнения, самые современные чипы Qualcomm и Samsung – 7-нанометровые, а менее крупные вендоры пока не успели освоить и эту технологию. Другими словами, на момент публикации этого материала в мире не существовало ни одного 5-нанометрового процессора.
Kirin 990 и Kirin 990 (5G)
6 сентября 2019 года компания Huawei представила флагманский мобильный процессор Kirin 990 и его 5G версию. Линейка процессоров была создана, чтобы значительно повысить общую производительность, снизить расход энергии, улучшить показатели обработки интеллектуальных задач и фотоснимков, и предложить пользователям мобильных устройств более высокий уровень возможностей и комфорта по сравнению с существующими 4G решениями.
отметил Ричард Ю
Со слов разработчика, процессор Kirin 990 (5G) это 5G процессор, который обеспечивает наиболее компактную реализацию 5G связи на смартфонах. Благодаря передовому технологическому процессу 7 нм+ EUV и интегрированному 5G модему, Kirin 990 получился компактным и энергоэффективным. Kirin 990 (5G) — полночастотный 5G процессор, поддерживающий как неавтономную (NSA), так и автономную (SA) архитектуру 5G сетей, а также полные частотные диапазоны TDD/FDD, что позволяет ему работать во всех типах и режимах сетей нового поколения. Построенный на базе 5G чипа Balong 5000, Kirin 990 (5G) обеспечивает высокие скорости скачивания и закачки: до 2,3 и до 1,25 Гбит/с соответственно.
Как отметили в Huawei, Kirin 990 (5G) — это процессор с интегрированным двухъядерным модулем нейронных вычислений NPU, построенным по архитектуре Da Vinci, которая включает большие и малые ядра NPU. Большие ядра обеспечивают высокую производительность и энергетическую эффективность на ресурсоёмких задачах, а малые берут на себя выполнение небольших задач, что в сумме позволяет организовать максимально быструю обработку самых разнообразных приложений при минимальном расходе заряда батареи.
Согласно заявлению производителя, для снижения расхода энергии центральный процессорный модуль Kirin 990 получил трёхуровневую структуру, которая включает два сверхбольших ядра, два больших ядра и четыре малых ядра с доминирующей частотой до 2,86 ГГц. Кроме того, Kirin 990 оснащается 16-ядерным графическим модулем Mali-G76 и кэшем системного уровня Smart Cache для интеллектуального распределения потоков, который эффективно экономит полосу пропускания, снижая потребление энергии. Для обработки ресурсоёмких видеоигр Kirin 990 (5G) поддерживает усовершенствованную технологию Kirin Gaming+ 2.0, обеспечивающую эффективное взаимодействие ПО и аппаратной инфраструктуры, что позволяет добиться высоких показателей быстродействия и плавности на современных игровых приложениях.
Для улучшения фотографических возможностей смартфонов, Kirin 990 (5G) получил обновлённый модуль ISP 5.0, использующий технологию согласования блоков, 3D-фильтрацию (BM3D) и аппаратную технологию шумоподавления профессионального уровня, что позволят делать более яркие и чёткие снимки в условиях низкой освещённости. Модуль также впервые использует двойное шумоподавление для видео, обеспечивающее более точную обработку картинки в режиме видеосъёмки. Пост-обработка и рендеринг видео в режиме реального времени на основе интеллектуальной сегментации обеспечивают покадровую корректировку цветности для получения видеороликов кинематографического качества.
Как сообщили в Huawei в сентябре 2019 года в продаже появятся обновленные смартфоны Huawei P30 Pro серии Mate на базе процессора Kirin 990.
2018: Kirin 980
31 августа 2018 года компания Huawei представила процессор Kirin 980 — следующий этап развития мобильного искусственного интеллекта. По информации компании, став первым коммерческим чипом, созданным по разработанному Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) 7-нанометровому технологическому процессу, он сочетает в себе производительность, эффективность и оснащен двойным модулем нейронных вычислений.
По словам представителей компании, технологический процесс 7нм, разработанный TSMC, позволяет разместить в Kirin 980 6,9 миллиарда транзисторов на площади 1 кв. см., что в 1,6 раза превосходит возможности процессора предыдущего поколения. По сравнению с 10 нм техпроцессом технология обеспечивает 20% повышение производительности и 40% рост эффективности.
Процессор Kirin 980 стал также чипом, получившим ядра на основе Cortex-A76, на 75% более мощные и на 58% более эффективные чем предыдущее поколение. Подсистема процессора Kirin использует интеллектуальный механизм Flex-scheduling, создающий трехуровневую архитектуру энергоэффективности, которая содержит два высокопроизводительных ядра на основе Cortex-A76, два энергоэффективных на основе Cortex-A76 и четыре наиболее энергоэффективных Cortex-A55. Эта технология поручает срочные и ресурсоёмкие задачи самым производительным ядрам, большим энергоэффективным ядрам распределяет менее сложные действия, а самым экономичным отдаёт простые, рутинные задачи. Работающий на более высоких тактовых частотах по сравнению с предыдущим поколением, Kirin 980 обеспечивает более быструю загрузку приложений, улучшенную многозадачность и комфорт повседневного использования устройств.
Huawei интегрировала в процессор графический модуль Mali-G76, обеспечивающий яркие игровые впечатления. Представленный в Kirin 980, Mali-G76 даёт на 46% более высокую производительность и на 178% более высокую энергоэффективность по сравнению с предыдущим поколением. Mali-G76 получил также инновационную технологию повышения тактовой частоты, которая использует искусственный интеллект для идентификации игровых задач и распределяет ресурсы для оптимальной производительности.
По информации компании, чип Kirin открывает следующий этап развития технологий искусственного интеллекта. Двойной нейронный процессорный модуль повышает эффективность выполнения интеллектуальных задач. Совместная работа двух NPU приводит к более чем двукратному повышению производительности для распознавания изображений.
Процессор Kirin 980 способен распознать до 4600 изображений в минуту, что на на 120% больше, по сравнению с предыдущим поколением. Kirin 980 поддерживает общие платформы искусственного интеллекта, такие как Caffee, TensorFlow и Tensorflow Lite, и предлагает набор инструментов, упрощающих разработку решений на устройстве. Это позволяет разработчикам с легкостью использовать весь потенциал двойного нейронного модуля.
Huawei интегрировала в процессор собственную систему стабилизации изображений четвертого поколения. ISP поддерживает многокамерные конфигурации и включает технологию воспроизведения цветов в режиме HDR, которая способна управлять контрастом изображения, подсвечивая объекты в различных частях кадра.
Кроме того, Kirin 980 использует решение для улучшенного шумоподавления, которое с высокой точностью удаляет дефекты картинки, не повреждая деталей изображения. Это выражается в более высоком общем качестве снимков, сделанных при низком освещении. Ещё одна функция ISP — отслеживание движения. С ее помощью ISP распознаёт движущиеся объекты с точностью 97,4%, позволяя любому пользователю с легкостью фиксировать динамичные сцены.
Также в Kirin 980 использована технологическая цепочка обработки видеокадров, которая снижает задержку обработки на 33%.
Чтобы обеспечить мобильным устройствам на базе Kirin 980 максимальную скорость работы в беспроводных сетях, Huawei интегрировал в него модем с поддержкой LTE Cat.21 с пиковой скоростью скачивания 1,4 Гбит/с. В дополнение Kirin 980 получил поддержку агрегации несущих частот даже из разных частотных диапазонов. Это дает пользователям свободу выбора операторов сотовой связи и возможность наслаждаться максимальными скоростями передачи данных в любой точке мира. [2]
2017: Kirin 970
2 сентября 2017 года компания Huawei представила процессор Kirin 970. Он предназначен для смартфонов и планшетов.
Особенность устройства — модуль NPU (Neural Processing Unit), который наделяет устройство поддержкой искусственного интеллекта. Разработчики заявили, что использование NPU помогает устройствам на Kirin 970 «понимать пользователя и поддерживать распознавание изображений в режиме реального времени, голосовое взаимодействие и интеллектуальную съёмку» [3] .
Kirin 970 разработан совместно с дочерней компанией Huawei HiSilicon посредством 10-нм техпроцесса. Процессор содержит восемь вычислительных ядер: четырехъядерный ARM Cortex-A73 с тактовой частотой до 2,4 ГГц и четырехъядерный ARM Cortex-A53 с тактовой частотой до 1,8 ГГц. Видеоподсистема действует на 12-ядерном графическом ускорителе Mali-G72 MP12. Обеспечивается возможность декодирования 4К-видео со скоростью 60 кадр./с и кодирования 4К-видео со скоростью 30 кадр./с.
Производительность NPU ~1,92 Тфлопс при вычислениях с половинной точностью (FP16). В сопроцессоре использована архитектура HiAI. Huawei открыла доступ к возможностям NPU разработчикам сторонних приложений посредством открытой экосистемы ИИ и соответствующих программных настроек.
В составе Kirin 970 действует сдвоенный сигнальный процессор с возможностями захвата движений и обнаружения лиц, четырехуровневым гибридным автофокусом, съемкой движущихся объектов при плохом освещении. В состав процессора включён модем LTE Category 18, который теоретически обеспечивает возможность загрузки информации через сотовую сеть со скоростью до 1,2 Гбит/с.
Поддерживается память LPPDR 4X RAM (1883 МГц), HDR10, сенсор i7, отдельный процессор Security Engine с поддержкой TEE и inSE и звук Hi-Fi.
Примечания
- ↑sanctions drain Huawei of homegrown advanced chips
- ↑Huawei представила 7-нм процессор Kirin 980
- ↑Huawei Kirin 970 получил модуль искусственного интеллекта
Источник: www.tadviser.ru