На международной выставке IFA 2018 в Берлине компания Huawei представила HiSilicon Kirin 980, который является первым запущенным в серию мобильным процессором в мире, изготовленным по 7-нанометровому техпроцессу. Причем, по словам создателей, его разработка была начата еще три года назад.
Для справки: HiSilicon — дочерняя компания Huawei, полностью зависимая от «материнской» корпорации, занимающаяся созданием чипов, которые устанавливаются в продукции последней. Собственного оборудования для печати микросхем не имеет, заказы на выпуск размещаются у сторонних производителей, в основном TSMC.
По заявлениям представителей Huawei, их новый Kirin 980 на 37% быстрее Qualcomm Snapdragon 845 и на 32% энергоэффективнее как за счет применения более тонкого технологического процесса, так и за счет использования более совершенных вычислительных ядер и GPU.
Сравнение мощности CPU и энергопотребления Kirin 980 и Snapdragon 845. Данные по производительности основаны на показателях популярного бенчмарка GeekBench, данные по потреблению энергии — Dhrystone.
До недавнего времени мобильные процессоры Kirin от Huawei отставали от своих конкурентов как минимум на год. Скажем, внутри вышедшего осенью прошлого года Kirin 970 были установлены те же самые ядра ARM Cortex-A73 и Cortex-A53, как и в случае представленного еще в 2016 году Kirin 960.
Таким образом «топовый» 970-й чип по факту соответствовал уровню не флагманского для 2017 года Snapdragon 835, а уже переставшему быть на тот момент актуальным Snapdragon 821. На тот момент уже были доступны куда более мощные ядра ARM Cortex-A75, однако руководство Huawei почему-то отказалось от их использования.
И лишь в 2018 году компания наконец-то оснастила Kirin 980 наиболее «свежими» высокопроизводительными ядрами ARM Cortex-A76, о которых мы поговорим чуть позже. А пока предлагаем вам взглянуть на таблицу, в которой сравниваются ключевые параметры топовых чипсетов Huawei за последние три года.
Вместо оглавления
Основные характеристики Kirin 980, Kirin 970 и Kirin 960 в сравнении
| 2 x ARM Cortex-A76 @ 2.60 MHz 2 x ARM Cortex-A76 @ 1.92 MHz 4 x ARM Cortex-A55 @ 1.80 MHz |
4 x ARM Cortex-A73 @ 2.36 MHz 4 x ARM Cortex-A53 @ 1.84 MHz |
4 x ARM Cortex-A73 @ 2.36 MHz 4 x ARM Cortex-A53 @ 1.84 MHz |
| ARM Mali-G76 MP10 @ 720 MHz | ARM Mali-G72 MP12 @ 850 MHz | ARM Mali-G71 MP8 @ 1037 MHz |
| LPDDR4X @ 2133 MHz, четырехканальная 16-bit | LPDDR4X @ 1833 MHz, двухканальная 16-bit | LPDDR4X @ 1866 MHz, двухканальная 16-bit |
| UFS 2.1 | UFS 2.1 | UFS 2.1 |
| Новый Dual ISP, на 46% быстрее | Dual 14-bit ISP | Dual 14-bit ISP |
| 2160p60 Decode 2160p30 Encode |
2160p60 Decode 2160p30 Encode |
1080p H.264 Decode + Encode 2160p30 HEVC Decode |
| Kirin 980 Integrated LTE(Category 21/18) | Kirin 970 Integrated LTE (Category 18/13) | Kirin 960 Integrated LTE (Category 12/13) |
| 1400 Мбит/с — даунлоад 200 Мбит/с — аплоад |
1200 Мбит/с — даунлоад 150 Мбит/с — аплоад |
600 Мбит/с — даунлоад 150 Мбит/с — аплоад |
| Dual | Single | Нет |
| GPS, A-GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo | GPS, A-GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo | GPS, A-GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo |
| 7 нм | 10 нм | 16 нм |
Как можно заметить в этой таблице, предыдущие Kirin 970 и Kirin 960 не так уж сильно отличались друг от друга. Да, разработчики установили новый более мощный GPU, да, загрузка данных в сетях 4G LTE стала в два раза быстрее, да, появился нейросетевой ускоритель (NPU), однако прирост производительности был совсем невелик.
И вот во случае Kirin 980 мы наблюдаем действительно прогресс: вычислительные ядра ARM Cortex-A76 и Cortex-A55, поддержка 2133-мегагерцовой памяти LPDDR4x, интегрированный модем с поддержкой LTE Category 21/18, что гарантирует скорость загрузки данных до 1400 Мбит/с и передачи — до 200 Мбит/с.
CPU
Необычным решением является применение трехкластерной архитектуры, при которой четыре ядра ARM Cortex-A76 распределены по двум кластерам, причем первая пара работает на тактовой частоте до 2.60 GHz, а вторая — до 1.92 GHz. Объем кеша в обоих случаях равняется 512 кб на одно ядро.
Четыре энергоэффективные ядра ARM Cortex-A55 объединены в третий кластер, имеют по 128 кб кеш-памяти и работают на тактовой частоте до 1.80 GHz. Чем-то устройство CPU Kirin 980 напоминает архитектуру топовых процессоров MediaTek линейки X типа Helio X30 (тоже три кластера), однако топовых ядер не два, а четыре.
Более наглядное представление из презентации
Как и в случае 10-ядерников MediaTek, здесь кластеры CPU подключаются в зависимости от характера нагрузки. Чем больше требуется производительность, тем более мощные ядра будут задействованы. Более того, архитектура Kirin 980 позволяет задействовать не только весь кластер, но и отельное ядро.
Huawei Kirin 980: на что способен мобильный процессор нового поколения
На международной выставке потребительской электроники IFA 2018 генеральный директор Huawei Consumer BG Ричард Ю представил новый мобильный процессор Kirin 980 — первый коммерческий процессор, созданный по 7-нанометровому процессу, разработанному компанией TSMC. Теперь новинка используется в смарфтонах. Рассказываем все подробности о процессоре.
Главные особенности нового процессора Kirin 980
Процессор вмещает 6,9 миллиарда транзисторов, что позволило добиться значительного повышения производительности и энергоэффективности по сравнению с устройствами предыдущего поколения.
В процессоре были впервые использованы ядра на базе ARM Cortex-A76 с доминирующей тактовой частотой до 2,6 ГГц. Конструкции подсистемы центрального процессора Kirin и механизма гибкого планирования оптимизированы для достижения оптимальной энергоэффективности при высокой вычислительной мощности.
Kirin 980 стал также первым коммерческим процессором с графическим модулем Mali-G76. Благодаря технологии оптимизации и сниженному энергопотреблению, Mali-G76 позволяет пользователям с комфортом играть в ресурсоёмкие многопользовательские видеоигры.
Kirin 980 поддерживает самую быструю в мире оперативную память LPDDR4X, которая работает на частотах до 2133 МГц и оснащён двойным нейромодулем. Двойной NPU обеспечивает высокую производительность при обработке задач искусственного интеллекта и предлагает расширенную поддержку интеллектуальных приложений.
Ещё одна особенность Kirin 980 —поддержка стандарта связи LTE Cat.21, который позволяет поддерживать стабильно высокую скорость передачи данных в самых сложных сценариях и условиях окружающей среды. Этот стандарт обеспечивает рекордную скорость скачивания — до 1,4 Гбит/с.
Kirin 980 использует также разработанную Huawei технологию обработки изображений ISP 4.
0, которая имеет на 46% более высокую пиксельную пропускную способность, что позволяет поддерживать большее количество камер, значительно снижая уровень шумов и повышая качество воспроизведения цветов.
Все эти функции позволяют пользователям снимать чёткие фотографии и плавные видеоролики практически в любых условиях. Экосистема HiAI предлагает расширенные возможности для разработки интеллектуальных приложений и удобную среду для разработчиков.
Kirin 980 задаёт направление развития отрасли
Технология производства мобильных процессоров напрямую влияет на их быстродействие и уровень потребления энергии.
На сегодняшний день наиболее распространён технологический процесс 10 нм, а Kirin 980 стал первым в мире коммерческим чипом, изготовленным по новейшему 7-нм процессу, разработанному компанией TSMC.
Новая технология повышает плотность размещения транзисторов в 1,6 раза, позволяя увеличить производительность интегральной схемы на 20% по сравнению с 10-нм процессом. В то же время энергоэффективность нового чипа возросла на 40%.
Усовершенствование технологии производства процессоров идёт параллельно с последовательной эволюцией конструкции чипов.
Физически кремниевый полупроводник может быть уменьшен до 7 нм до того, как электроны начнут бесконтрольно перетекать от одного затвора к другому.
Чтобы вплотную приблизиться к этому 7-нм пределу, Kirin 980 должен был преодолеть ограничения существующей полупроводниковой технологии, а также трёхмерное сопротивление и ёмкость транзисторов.
Разработчики Huawei начали базовые исследования нового 7-нм технологического процесса ещё три года назад. Для эффективного решения всех проблем массового производства были собраны лучшие специалисты отрасли по интегральным схемам и системному проектированию. Благодаря гетерогенной архитектуре конвергентной системы и оптимизации CPU, GPU, NPU, ISP и DDR, Kirin 980 содержит 6,9 миллиарда транзисторов на площади менее 1 см2. Мощные CPU, GPU, DDR, умный NPU, качественный ISP и быстрый модем обеспечивают процессору высокую энергетическую эффективность.
Чтобы гарантировать бесперебойную работу в различных режимах и условиях использования, первый 7-нм чипсет Kirin 980 прошёл через множество тестов, нацеленных на проверку производительности и энергетической эффективности. Комплексная проверка всех компонентов, даёт самые надёжные гарантии стабильности и комфорта для пользователей мобильных устройств.
Высокая энергоэффективность: CPU и Mali-G76
Мы используем смартфоны практически непрерывно, поэтому от них требуется плавность, быстрый отклик и высокое быстродействие. Не удивительно, что главным требованием к новым процессорам мобильных устройств стало повышение производительности.
Kirin 980 стал первым в мире мобильным процессором, построенным на базе ядер Cortex-A76. По сравнению с предыдущим поколением, ядра Cortex-A76 имеют на 75% более высокую производительность и на 58% более высокую энергоэффективность. В дополнение, подсистема CPU процессора Kirin была разработана на основе многоядерной архитектуры предыдущего поколения.
Помимо адаптации и оптимизации терминальных сервисов в ядре CPU, алгоритм планирования и шина CPU были тщательно проработаны для обеспечения соответствия высоким ожиданиям и требованиям пользователей к быстродействию и времени автономной работы от батареи.
Кстати, первым смартфоном, который работает на процессоре Kirin 980, стал Huawei Mate 20 Pro — обзор модели.
Подсистема CPU процессора Kirin использует интеллектуальный механизм гибкого планирования, формирующий 3-уровневую энергетически эффективную архитектуру. Она включает два супербольших ядра на базе Cortex-A76, два больших ядра на базе Cortex-A76 и четыре малых ядра на базе Cortex-A55.
По сравнению с традиционным дизайном big.LITTLE, 3-уровневая энергетически эффективная архитектура обеспечивает более точное планирование по уровням. Это позволяет не только гибко адаптировать процессор к высокой, средней и низкой нагрузке, но и значительно снижает общее энергопотребление в реальных смешанных сценариях работы.
Как работает графический модуль Mali-G76
Kirin 980 оснащен графическим модулем Mali-G76, который имеет на 46% более высокую производительность и на 178% более высокую энергоэффективность.
Модуль поддерживает инновационную технологию интеллектуального планирования модуляции тактовой частоты, разработанную Huawei.
Этот механизм прогнозирует уровень нагрузки на процессор, в реальном времени анализируя частоту смены кадров, плавность изображения и данные, поступающие от сенсорного экрана.
Технология планирования повышает точность предсказания нагрузки, формируемой каждым кадром на 30% по сравнению с традиционными методами прогнозирования, в особенности на игровых сценариях. Это позволяет эффективно увеличить среднюю частоту смены кадров и значительно снизить эффект джиттера и зависания во время игр.
В качестве примера можно рассмотреть ресурсоёмкую 3D игру NBA2K18, имеющую максимальную частоту смены кадров 60 fps. Новый процессор Kirin 980 обеспечивает на ней практически максимальные показатели, что обеспечивает высокий уровень комфорта для мобильных геймеров, значительно превосходящий средние значения по рынку.
Усовершенствованный стабилизатор изображения
Как одна из ключевых функций современных смартфонов, фотография всегда находится в фокусе внимания разработчиков процессоров Kirin.
Чтобы обеспечить высокое качество фотоснимков, Kirin 980 использует фирменный процессор обработки изображений (ISP) четвёртого поколения, поддерживающий многокамерные конфигурации.
Его пиксельная пропускная способность на 46% превышает показатели предыдущего поколения.
Цветопередачу и полутона теперь можно регулировать по зонам, кроме того процессор оснащён новой функцией воспроизведения цветов в режиме HDR, которая способна управлять контрастом изображения, подсвечивая объекты в различных частях кадра.
Kirin 980 поддерживает улучшенную многоканальную технологию шумоподавления, значительно снижающую помехи при съёмке в условиях низкого освещения и в режиме ночной съёмки для создания чистых и детализированных снимков. Ещё одна новая функция ISP — отслеживание движения.
Для съёмки движущихся объектов была значительно повышена точность автофокуса, а процент успешных срабатываний системы определения и распознавания лиц повысился до 97,4%. Также в Kirin 980 использована совершенно новая технологическая цепочка обработки видеокадров, которая снижает задержку обработки на 33%.
Интеллектуальные функции процессора Kirin 980
Первый процессор, оснащённый технологиями искусственного интеллекта — Kirin 970, представленный в 2017 году, открыл для пользователей возможности локального искусственного интеллекта. Сегодня Kirin 980 предлагает ещё более мощный и функциональный инструментарий для обработки приложений, использующих технологии искусственного интеллекта.
Благодаря двойному нейромодулю и высокой вычислительной мощности, Kirin 980 поддерживает интеллектуальное распознавание лиц, объектов, сегментацию изображений, перевод в реальном времени и другие функции, которые исполняются непосредственно на мобильном устройстве.
С помощью глубинных нейронных сетей этот процессор способен выполнять в реальном времени самые разнообразные действия, обеспечивая пользователям высокий комфорт и интуитивность на повседневных задачах. Kirin 980 распознаёт 4500 изображений в минуту, что на 120% быстрее, чем Kirin 970.
Благодаря высокой частоте считывания кадров (до 30 fps) и способности распознавать позы сразу несколько людей в кадре, Kirin 980 позволяет получать чёткие и яркие снимки танцующих людей или спринтеров на дистанции, прорисовывая суставы и линии в реальном времени.
Kirin 980 поддерживает общие платформы искусственного интеллекта, такие как Caffe, TensorFlow и TensorFlow Lite. Он имеет высокую совместимость с системами глубинного обучения и обеспечивает целый набор полноценных инструментов компиляции, среди которых офлайн компиляция, онлайн компиляция и 8-битное квантование.
Все это значительно снижает инженерную сложность локальной модели развёртывания и использования самой большой в отрасли вычислительной способности за счёт применения преимуществ модуля нейронных вычислений. В дополнение к этому, процессор поддерживает гетерогенные вычисления на CPU, GPU, NPU и DSP, упрощая автоматическое планирование алгоритмов глубокого обучения.
Благодаря искусственному интеллекту, поддержке фреймворков и большому набору инструментов для компиляции, Kirin 980 предлагает разработчикам интеллектуальных приложений широкие возможности для исследований и инноваций.
Надежная связь и скорость интернета до 1,4 Гбит/с
По мере того, как пользователи смартфонов проводят всё больше времени в приложениях и играх, и используют самые разнообразные сервисы, от бесконтактной оплаты покупок до навигации и поиска в интернете, их жизнь всё сильнее зависит от скорости и стабильности беспроводной связи. Новый процессор Kirin 980 получил улучшенные коммуникационные функции стандарта 4G.
Kirin 980 получил поддержку стандарта LTE Cat.21. Помимо скорости скачивания, достигающей 1,4 Гбит/с, он способен гибко использовать комбинации частотных диапазонов различных операторов связи. Это позволяет гарантировать пользователям высокую скорость передачи данных в любых сетях по всему миру.
Разработчики процессора Kirin учитывали требования онлайн приложений, работающих в реальном времени, таких как ресурсоёмкие многопользовательские игры, которые сильно зависят от качества связи с сетями передачи данных. Инженеры смогли добиться стабильного и плавного игрового процесса в самых сложных условиях — например, в скоростных поездах, в метро, на автотрассах и в многолюдных пространствах.
Для тестирования процессора были привлечены более 100 опытных игроков, которые испытывали устройства в течение более чем 30 000 часов в 50 крупнейших городах мира, выявляя возможные проблемы, связанные с мобильными сетями. По итогам этого тестирования Kirin 980 прошёл дополнительную оптимизацию, которая снизила количество лагов и фризов, чтобы гарантировать максимальный комфорт поклонникам мобильного гейминга по всему миру.
В дополнение, Kirin 980 был оснащён самым быстрым в мире мобильным Wi-Fi чипом Hi1103, поддерживающим частоту 160 МГц. Теоретическая пиковая скорость загрузки этой комбинации составляет 1,7 Гбит/с, что в 1,7 раза выше средних отраслевых показателей прошлого года. Это позволяет пользователям получать максимально возможные скорости доступа в сеть в офисах, дома и в общественных пространствах.
Более того, чип Hi1103 поддерживает лучшее в отрасли сверхточное двухчастотное L1+L5 GPS позиционирование. Частотный диапазон L5 повышает точность позиционирования в 10 раз, позволяя с высокой достоверностью определять местоположение в сложных условиях городской застройки и на высоких автострадах.
Интеллектуальная экосистема HiAI 2.0
В 2017 г. компания Huawei представила мобильную платформу HiAI и открыла доступ к ней для разработчиков приложений и партнёров. С тех пор компания успешно сотрудничает со специалистами со всего мира, работая над созданием пакета интеллектуальных приложений, которые приблизят начало эры искусственного интеллекта.
После прорыва в быстродействии локального искусственного интеллекта, Huawei официально запускает экосистему HiAI 2.
0, предлагая высокую вычислительную мощность для приложений с искусственным интеллектом и более удобные интерфейсы, операторы и простые в использовании SDK для разработчиков.
Всё это значительно сокращает цикл создания интеллектуальных приложений и повышает эффективность разработки и интеграции.
Процессор Kirin 980: 7-ми нанометровое китайское чудо
Изюминкой топовых китайских смартфонов последнего поколения стал прогрессивный процессор Kirin 980. Производитель процессора компания Huawei анонсировала его на выставке IFA как инновационный продукт, превосходящий по своим возможностям признанного фаворита Qualcomm.
Что же такого лучшего в Kirin 980?
- графический процессор Mali-G76;
- два нейросетевых модуля;
- переход на техпроцесс 7 нм;
- переход на ядра Cortex-A76;
- поддержка скоростной оперативной памяти LPDDR4X 2133 МГц;
- 21 — встроенный модем с возможность скоростной передачи данных 1,4 Гбит/с.
Действительно ли этот мощный пакет последних технологических новинок поднял Kirin 980 выше основного соперника Qualcomm Snapdragon 845? Стоит разобраться по порядку.
Об играх и графике
Kirin 980 работает с GPU Mali-G76. Это реально новый подход к решению графических задач, а не доработка старого Mali. Если сравнивать с предыдущей версией Kirin 970 и GPU Mali-G72, то можно увидеть, что новый Kirin быстрее на 46% и энергоэффективнее на 178%. Оценить эти красивые цифры можно, если немного вспомнить историю графики Mali, достаточно уязвимое и болезненное место всех смартфонов на системе Android. Предыдущие серии процессора Mali Т600-800 строились на одной архитектуре Midgard с внесением в течение 3-х лет некоторых не принципиальных изменений. Смартфоны с этим графическим ускорителем (Xiaomi Redmi Note 4, Samsung Galaxy S7) не могли похвастаться хорошей игровой производительностью, особенно это было заметно на играх с «тяжелой» графикой и большим количеством спецэффектов. В 2016 году вышла принципиально обновленная версия процессора Mali G71 (он знаком нам в смартфонах Huawei P10 и Samsung Galaxy S8) и улучшенная версия Mali G72 (Huawei P20 и Galaxy S9). При разработке этих графических ускорителей Huawei не ставил задачу получить игровой смартфон, основная задача была добиться высокой скорости загрузки и работы приложений Android. При всем при том Mali G72 в комплекте с мощными ядрами основного процессора и Full HD разрешением оказался более пригодным для активных игр.
В целом, вся линейка процессоров Mali уступает в производительности аналогичным графическим процессорам Apple и Adreno, что хорошо видно в различных рейтингах. На это влияет архитектура процессора в целом, а также количество и мощность ядер.
После 2018 года Huawei решили заняться и игровой продуктивностью своих процессоров, добавив технологию GPU Turbo, повысив с ее помощью частоту Mali. Опытным игрокам известно, что и компьютерные и смартфонные игры не могут постоянно «летать».
В определенные игровые моменты, связанные с просчетом сложных визуальных спецэффектов или прорисовки большого числа объектов, игра может «притормаживать», после чего возвращается к нормальной скорости работы. Технология GPU Turbo научила процессор выравнивать скорость работы игры, делая замедление во время сложных графических построений менее заметным.
Для этого два нейросенсора Kirin анализируют работу графики в нормальный период и на пике активности и как бы «резервируют» избыточную мощность при нормальной работе, чтобы использовать ее в период пиковой нагрузки на графику.
Пока технология работает не без ошибок, но уже явно заметно преимущество процессоров Kirin в этом вопросе перед ближайшими конкурентами, не имеющими такой хитрой системы. Благодаря интеллектуальному перераспределению ресурсов GPU Turbo позволяет добиться хорошей игровой производительности даже при значительном дефиците мощности.
Однако не все игры воспринимают такое вмешательство благосклонно — сетевые игры могут воспринять выравнивание частоты кадров как следствие использования игроком не совсем честных приемов и блокировать игрока. Компании Huawei пришлось договариваться с разработчиками крупнейших игр для адаптации их к GPU Turbo.
На данный момент с этой системой корректно работают такие игры как Rules of Survival, Vainglory, NBA 2K18, PUBG и Mobile Legends. Другие игры технологию GPU Turbo пока не поддерживают, а значит графический ускоритель при их запуске будет работать в обычном режиме, возможно даже на 10-12% медленнее Snapdragon 845.
Мощь своей новой и значительно улучшенной графической подсистемы компания Huawei продемонстрировала на примере известной игры NBA 2K18.
Она славится среди спортивных симуляторов своим графическим реализмом с качественной проработкой всех деталей, таких как шрамы на теле спортсмена, или капельки пота, скатывающиеся во время тренировки.
Все это требует от смартфона значительных графических ресурсов.
Для сравнения, игра была запущена одновременно на двух устройствах: первое устройство на процессоре Kirin 980, второе на Snapdragon 845.
Основным показателем для сравнения служил средний FPS (частота смены кадров в секунду, для справки, минимальная требуемая частота 30 кадровсек, а наиболее комфортная для игр 60 FPS или кадровсек.).
Процессор Kirin 980 выдавал среднюю частоту 59,3, а Snapdragon 845 всего лишь 48,5 с периодическими провалами до 20-30 FPS, что критично.
Замер энергозатратности показал, что Kirin 980 экономичнее расходует заряд, в отличие от Snapdragon 845 (43,7 мВт против 64,5 мВт на один кадр). Так что китайцы, заявляя что смартфоны на базе Kirin будут на 32% энергоэффективнее конкурентов на Snapdragon 845, а значит меньше греться и дольше работать автономно, не солгали ни на грош.
Производительность и ядра
В целом изменений в Mali-G76 много и они значительны.
Важную роль в достижении мобильными процессорами энергоэкономичности и быстродействия играет технология производства процессора. Самый распространенный сегодня 10-нм процесс. Kirin 980 — первый процессор для массового производства, изготовленный с использованием 7-нм техпроцесса, что высветило новый вектор развития в эволюции чипов.
С переходом на техпроцесс 7-нм общая производительность процессора выросла на 20%, а способность к энергосбережению на целых 40%. Увеличилось количество транзисторов до 6,9 млрд на одном квадратном сантиметре, против 3 млрд в Kirin 950 и 5,5 млрд в Kirin 970. Этот результат был достигнут благодаря более высокой плотности расположения транзисторов.
Исследования нового техпроцесса Huawei начали более 3-х лет назад, собрав лучших спецов по системному проектированию. Только такая команда могла решить задачу с учетом особых требований массового производства.
В процессе подготовки Kirin 980 к производству все компоненты и системы чипсета был множество раз протестированы.
Это позволило производителю дать пользователям мобильных устройств гарантии на бесперебойную работу устройства при разных условиях и режимах использования.
Заметное повышение производительности произошло из-за перехода на обновленные ядра Cortex-A76, вышедшие всего несколько месяцев назад. Они почти в 2 раза производительнее ядер старого поколения.
Сравнивая работу процессоров Kirin 980 и 970, можно убедиться, что новый процессор занимают туже площадь на микросхеме, но при этом быстрее и экономичнее на 30%, а искусственный интеллект решает задачи лучше в 2,7 раз.
Новинкой стала и схема использования этих производительных ядер. В предыдущих версиях ядра задействовались по схеме big.LITTLE, в Cortex-A76 схему можно обозначить как big+middle+little.
Ядра в процессоре работаю на разных частотах: 2 ядра с частотой 2,6 ГГц, 2 «средних» с пониженной до 1,92 ГГц частотой и четыре основных 1,8 ГГц.
Компания-разработчик утверждает, что такая схема позволяет эффективно распределять нагрузку. Для понимания процесса приведем примеры:
- прослушивание музыки потребует задействовать одно маленькое ядро;
Huawei Kirin 980: на что способен мобильный процессор нового поколения
На выставку IFA в Берлине компания Huawei привезла смартфон среднего класса Mate 20 Lite и процессор Kirin 980.
Телефон вызвал большой интерес у широкой целевой аудитории, в то время как новый процессор привлек повышенное внимание людей, интересующихся технологиями смартосферы.
Это немудрено, ведь HiSilicon Kirin 980 стал первым чипом, который производится по самому тонкому на сегодняшний день 7 нм технологическому процессу.
Как это всегда бывает, на презентации CEO компании много рассказывал о том, какой титанический труд привел к созданию инновационной однокристальной платформы, и как уверенно новый чип опережает конкурентов.
По словам Ричарда Ю, над процессором Kirin 980 работало более тысячи сотрудников компании. В результате получился чипсет, который намного эффективнее и быстрее, чем Snapdragon 845 и Apple A11 Bionic.
Правда, он забыл упомянуть о том, что фигуранты сравнения были представлены в прошлом году. Совсем скоро на арену выйдут новые, гораздо более мощные чипы, произведенные по нормам той же 7 нм литографии.
Главные особенности нового процессора Kirin 980
Процессор вмещает 6,9 миллиарда транзисторов, что позволило добиться значительного повышения производительности и энергоэффективности по сравнению с устройствами предыдущего поколения.
В процессоре были впервые использованы ядра на базе ARM Cortex-A76 с доминирующей тактовой частотой до 2,6 ГГц. Конструкции подсистемы центрального процессора Kirin и механизма гибкого планирования оптимизированы для достижения оптимальной энергоэффективности при высокой вычислительной мощности.
Как включить виртуальную клавиатуру в Windows и macOS
Kirin 980 стал также первым коммерческим процессором с графическим модулем Mali-G76. Благодаря технологии оптимизации и сниженному энергопотреблению, Mali-G76 позволяет пользователям с комфортом играть в ресурсоёмкие многопользовательские видеоигры.
Kirin 980 поддерживает самую быструю в мире оперативную память LPDDR4X, которая работает на частотах до 2133 МГц и оснащён двойным нейромодулем. Двойной NPU обеспечивает высокую производительность при обработке задач искусственного интеллекта и предлагает расширенную поддержку интеллектуальных приложений.
Ещё одна особенность Kirin 980 —поддержка стандарта связи LTE Cat.21, который позволяет поддерживать стабильно высокую скорость передачи данных в самых сложных сценариях и условиях окружающей среды. Этот стандарт обеспечивает рекордную скорость скачивания — до 1,4 Гбит/с.
Kirin 980 использует также разработанную Huawei технологию обработки изображений ISP 4.
0, которая имеет на 46% более высокую пиксельную пропускную способность, что позволяет поддерживать большее количество камер, значительно снижая уровень шумов и повышая качество воспроизведения цветов.
Все эти функции позволяют пользователям снимать чёткие фотографии и плавные видеоролики практически в любых условиях. Экосистема HiAI предлагает расширенные возможности для разработки интеллектуальных приложений и удобную среду для разработчиков.
IFA 2021: за счёт чего Huawei Kirin 980 кладёт на лопатки Snapdragon 845?
Компания Huawei в последнее время не анонсирует новые смартфоны в рамках крупных международных выставок, предпочитая делать это на собственных мероприятиях.
Так случилось и на этот раз: главной новинкой китайской компании стал процессор Kirin 980.
По словам главы Huawei Consumer Business Group Ричарда Ю, Kirin 980 может носить гордое звание первого в мире продукта сразу по нескольким пунктам:
- мобильный чипсет, выполненный по 7-нм техпроцессу;
- процессор с ядрами Cortex-A76;
- чип с двумя нейросетевыми модулями;
- процессор с графикой Mali-G76;
- чипсет со встроенным модемом Cat.21 и скоростью передачи данных до 1,4 Гбит/с;
- процессор с поддержкой оперативной памяти LPDDR4X 2133 МГц.
Переход на 7-нм техпроцесс позволил увеличить производительность на 20 %, улучшить энергосбережение на целых 40 %, а плотность размещения транзисторов выросла в 1,6 раза. Kirin 980 содержит в себе 6,9 млрд транзисторов. Для сравнения, Kirin 970 имел 5,5 млрд, а Kirin 950 ― 3 млрд.
Переход на ядра Cortex-A76, представленные три месяца назад, позволил увеличить производительность одного ядра на показатель до 75 %, а энергоэффективность возросла на 58 %. Всё это позволило Kirin 980 обойти главного конкурента ― Qualcomm Snapdragon 845 в синтетических тестах вроде GeekBench.
Kirin 980 имеет новую схему использования ядер в своём составе: если раньше была схема big.LITTLE, то теперь это big+middle+little. Два ядра Cortex-A76 в составе процессора работают на частоте 2,6 ГГц, ещё два таких же ядра имеют пониженные частоты ― 1,92 ГГц ― и выступают как раз в роли тех самых middle-ядер. Наконец, четыре энергоэффективных ядра Cortex-A55 работают на частоте 1,8 ГГц.
Такого нет ни в Айфонах, ни в других Андроидах — особенности процессора Kirin 980 (ч.2)
В интервью с представителями Huawei журналисты обычно задают вопросы, наподобие: «отчего бы вам, ребята, не начать переделывать процессорные ядра так же, как это практикует Qualcomm?». Китайцы в ответ глядят с укоризной и отвечают: «Почему у вас такое стойкое предубеждение, что эталонные ядра Cortex обязательно нужно переделывать? ARM лучше знать, какими должны быть смартфонные процессоры». С учётом того, что эксперимент с ядрами собственного производства Samsung Exynos «засыпался», а Qualcomm сначала увлёкся доработкой ядер в Snapdragon 835, а потом «выдохся» в Snapdragon 845 и получил результат «иногда быстрее, но чаще всего разница укладывается в 15%», есть смысл и вправду не тратить силы/деньги на процессорные «хотелки», но вложить больше денег в камеры — как Huawei и поступил.
Но на аналогичный вопрос о камере «хуавеевцы» сразу начинают нервничать и уходит в оборону-оправдания, потому что графика Mali — вечный «крест» и слабое место процессоров (систем на чипе, если вам будет угодно) на Android.
Уши «разной» графика Mali T-600, 700 и 800 в Huawei Kirin, Samsung Exynos и MediaTek Helio растут из одной архитектуры Midgard образца 2012 года
Вы, наверное, удивитесь, но старые серии Mali (T-600, T-700 и T-800) — это графика на одной и той же архитектуре Midgard, которую обвешивали «свистелками» три года подряд.
Поэтому корни плохой игровой производительности Samsung Galaxy S7, Honor 8 и даже Xiaomi Redmi Note 4 (MTK) растут из видеоускорителя Mali «восьмисотой» серии, которая оказалась абсолютно непригодной к действительно «тяжёлым» с точки зрения графики играм.
При этом Kirin 950 доставалось сильнее всех, потому что графика была сама по себе «не фонтан» в сравнении с Adreno 530, она ещё и поставлялась в «овощной» комплектации с MP4 (четыре вычислительных блока) против MP12 в Samsung Exynos 8890.
Ситуация в играх была настолько унылой, что в середине 2016 года ARM выкатила совершенно новую графику Mali G71 — уже не настолько ужасную с технической точки зрения, как T600-700-800. Но об играх её создатели думали в последнюю очередь, а вместо этого делали упор на виртуальную реальность, 4K-дисплеи, перекладывании на графику части процессорных задач и подобный гербалайф.
В итоге с точки зрения игр Mali G71 (Samsung Galaxy S8, Huawei P10) и его «вылизанный» последователь G72 (Samsung Galaxy S9, Huawei P20) получил от покупателей оценку «ну, теперь уже нормально, можно играть».
А играть можно было в основном за счёт мощных процессорных ядер и разрешения Full HD, тогда как в реальности графика в Huawei P20 примерно равна графике в Snapdragon 820 из каких-нибудь, давно забытых LG G5/HTC 10 или Sony Xperia XZ.
При этом до 2018 года Huawei абсолютно не беспокоило такое положение вещей. Мол, «чёрт с ними, с играми. Работают как-нибудь — и хорошо. Мы боремся за скорость работы Android в приложениях, остальное вторично».
Но чуть позже Huawei прикрутили к смартфонам технологию GPU Turbo, чтобы игры наконец перестали настолько «скакать» в скорости работы. Суть GPU Turbo заключается не только в маркетинге (как может показаться из сладеньких трелей на большинстве сайтах, мол, «на ровном месте игры начинают работать быстрее, а смартфон ещё и медленнее разряжается»), но и в технических доработках.
Во-первых, GPU Turbo повышает частоту Mali выше заявленной изначально. Не везде, а в смартфонах, где Huawei сочли это допустимым шагом. А дальше (это главное) Похожий на тебя В долгом пути в дело вступает то, что любители игр на компьютере называют «вертикальная синхронизация».
Дело в том, что компьютерные (и смартфонные тоже) игры не могут либо всё время «летать», либо всё время «тормозить» с одной и той же скоростью на определённых процессорах и графике. Они могут работать без проблем бОльшую часть времени, но притормаживать только в определённые моменты.
В итоге получается, что игра работает быстро, пока ей не приходится прорисовывать толпы врагов или какие-то детализированные красоты, потом замедляется в графически сложные моменты, потом снова работает быстро.
Так вот, GPU Turbo заставляет игру работать со средней одинаковой скоростью всё время, которое она запущена.
Для этого процессор (а в Kirin 970 — нейросенсор) изучает, когда мощности графики хватает с запасом, «отсекает» этот запас на случай, когда он резко понадобится и применяет его в моменты, когда в обычных условиях игра на секунду притормаживает. Если вы не поняли, что это даёт на практике такая уравниловка кадров в секунду, взгляните на видео, и станет понятнее.
Сложно? Да. Всегда ли работает безотказно? Нет. Почему я рассказываю вам об этой технологии? Потому что это одно из нововведений, благодаря которому смартфоны под управлением Kirin 980 будут работать в играх лучше, чем их более мощные, но бесхитростные конкуренты.
Только вот GPU Turbo — всего лишь вишенка на торте. А торт — вот он:
Игровая графика Kirin 980: «Просто заверните мне вашу лучшую видеокарту»
Итак, Huawei не хочет влезать с «отвёрткой и напильником» в смартфонное железо и переделывать ядра/графику на свой лад по идеологическим соображениям — бюджеты не резиновые, поэтому выгоднее тратить их на камеры и алгоритмы работы прошивок.
И в подборе графики для своего нового процессора проще раскошелиться на готовый к употреблению вариант, который «завернут» со скидкой для покупателей новых ядер Cortex — новую графику Mali-G76.
На этот раз действительно новую, а не «тех же щей, да побольше», как было при переходе с Kirin 960 на 970.
Изменений настолько много, что каждый из вычислительных блоков («ядер», как говорят в народе) примерно в 2 раза круче, чем в старом поколении Mali.
Например, Mali-T880MP20, в который принято тыкать пальцем и приговаривать «ого, 20 ядер в графике!», примерно в 3.5 раза слабее, чем Mali-G76MP10 в Kirin 980.
Mali G76 (Kirin 980) в сравнении с Mali G72 (Kirin 970 и Exynos 9810) — на 30% быстрее при равной площади на микросхеме, на 30% экономичнее, в 2.7 раза лучше в задачах искусственного интеллекта
В сравнении с Kirin 970 с графикой позапрошлого поколения, Mali-G71, всё тоже очень красиво — примерно 50-60% прибавки игровой производительности. И это всё ещё намного быстрее, чем графика Mali-G72 в Exynos 8910 (Galaxy S9).
А вот в информацию на слайде, где обещают стабильные 22% превосходства над Snapdragon 845 и его Adreno 630, верится с трудом — по всем подсчётам Mali-G72 должен был допрыгнуть до уровня графики флагманского Qualcomm, и даже периодически отставать на 10-15%, а не обходить конкурента на 22%, как обещают китайцы.
Huawei обещает 22% прироста производительности в сравнении с Adreno 630, хотя на деле Mali-G76 примерно равен, или даже чуть медленнее
Такая информация это попахивает методикой «на 22% быстрее, но только в двух играх, которые мы отобрали, и только в тех моментах, где нам было выгодно замерять частоту кадров».
Лучше просто примите во внимание, что по игровой производительности Kirin 980 = Snapdragon 845.
И это не так уж плохо, если вспомнить, что ещё прошлогодний Kirin мог конкурировать по игровой составляющей разве что с Snapdragon 820 (процессором 2015 года, на минуточку).
Другой вопрос, что с производительностью уровня Snapdragon 845 игровая графика в Kirin 980 гораздо меньше «тужится» и потребляет примерно на треть меньше энергии. В этом плане китайцы со своими «на 32% экономичнее, чем у Qualcomm» не врут — смартфоны на базе Kirin 980 будут нагреваться меньше и разряжаться медленнее, чем их аналоги на Snapdragon 845.
И о GPU Turbo не стоит забывать — маркетинг маркетингом, но Huawei действительно прикладывает усилия, чтобы даже с дефицитом графической мощности игры работали одинаково хорошо, а не «сейчас хорошо, спустя секунду плохо, потом снова хорошо».
Причём к Kirin 980 уже не один, а два нейросенсора, поэтому один из них можно полностью отдать на контроль стабильной скорости в игре, а второй продолжит отключать/подключать ядра и готовить смартфон к переключению между приложениями в соответствии с вашими привычками (едете на работу, играете в игру, подъезжаете к одной и той же остановке каждое утро, а смартфон уже знает, что сейчас вы выключите игру и переключитесь на рабочий стол, и готов совершить это переключение быстрее, потому что подготовил процессор к изменению нагрузки).
Превосходство Kirin 980 в скорости работы в NBA 2019
К сожалению, GPU Turbo не работает автоматически.
Его можно было бы «напялить принудительно», как это делается с вертикальной синхронизацией в драйверах NVIDIA и AMD на компьютерах, но сетевые игры в Android отреагируют на сверхстабильную частоту кадров у игрока как на «что-то не то — этот козёл, кажется, либо запустил чит (мошеннический прибамбас, чтобы играть лучше остальных), либо установил Android на настольный компьютер и играет на клавиатуре и мыши против мобильников. Блокируем его!».
Чтобы не блокировали, создатели игры должны быть в курсе (и не против) того, что игровая картинка не льётся напрямую из ресурсов Mali-G71/72/76 на экран, а её «выравнивают» перед тем, как подать игроку.
Превосходство Kirin 980 в скорости работы в PUBG
Сейчас Huawei удалось «уломать» разработчиков и приспособить под работу GPU Turbo такие игры, как PUBG, Vainglory, Mobile Legends, NBA 2K18 и Rules of Survival. Негусто, а в остальных случаях графика будет работать «без искусственных добавок и красителей» — на уровне Snapdragon 845 (Adreno 630), либо медленнее на 10-12%.
Все говорили об искусственном интеллекте в процессорах, Huawei начал применять его на практике
Помните ли вы, леди и джентльмены, какое разочарование отобразилось на лицах гиков, когда осенью прошлого года на презентации Kirin 970 Хуавей достал из широких штанин… процессор, заведомо отстающий от Snapdragon 835 по скорости процессора, скорости графики и даже экономичности? Помните, как китайцы сквозь неловкое молчание голосили со сцены: «Ну, вы чего приуныли, ребята? Смотрите не на ядра, а на нейрочип, который ими управляет! Он важнее, чем если бы мы навалили вам больше цифр в бенчмарках!».
Когда Kirin 970 в 2017 году не показал почти ничего нового, кроме искусственного интеллекта, всем казалось, что это провал
Тогда все сочли реплики инженеров Huawei маркетинговыми отговорками, но прошло совсем немного времени, и теперь об «искусственном интеллекте» в смартфонах не заливают только самые ленивые производители смартфонов.
И производители процессоров тоже: в конце 2017 года Qualcomm продвигал идею «мы тоже в теме и любим AI в смартфонах!» для Snapdragon 845, чуть позже об этом же говорил Samsung на премьере Exynos 9810, в 2018 году даже MediaTek изобразил нечто подобное в среднем по цене Helio P60. В общем, Huawei, сам о том не догадываясь, оказался пророком смартфонов с искусственным интеллектом до того, как петь сладкие песни на эту тему стало модным.
Сейчас Qualcomm рассказывает, мол, отдельный чип для «улучшайзинга» фото/видео, дополненной или виртуальной реальности был ещё в Snapdragon 820 в 2015 году и назывался Hexagon 680.
И горячие калифорнийские ребята правы — был.
Но Qualcomm не выпускает смартфоны собственноручно — он передаёт готовое «железо» и инструменты его управлением производителям, а те уже сами решают, забивать ли гвозди микроскопом, или использовать его по назначению.
Так вот, все производители восприняли отдельный сигнальный процессор в Snapdragon 820 как «вот вам четыре мощных ядра, вот вам игровая графика и Wi-Fi/4G, а здесь мы ещё приклеили штуковину.
К ней вы можете приколхозить распознавание “окей Гугл” без лишних затрат энергии, либо заставить её мониторить и душить приложения, которые слишком быстро разряжают смартфон. Можете даже надрессировать её, чтобы она докручивала яркость и цветопередачу на фотографиях там, где этого будет не хватать».
LG, HTC, Sony и Samsung ответили: «Ребята, вы просто супер! Спасибо за ваш классные Snapdragon 820/821!», а про себя подумали: «Мы тут еле-еле заставили оболочку работать на новом Android, камера с новым процессором сама по себе будет фотографировать чёрт знает как, пока не допилим прошивки.
А ещё надо будет сделать так, чтобы наши старые смартфоны с нашей новой версией Android были совместимы “малой кровью”. Ну какой ещё, блин, дополнительный процессор, вы с ума сошли?!». И благополучно «похоронили» начинания Qualcomm.
Qualcomm предлагал использовать искусственный интеллект ещё в 2015 году. Предлагал, но не мог заставить, поэтому всем было наплевать, пока не вышел Kirin 970
Очнулись только тогда, когда оказалось, что идея Huawei в Kirin 970 «взлетела» и нужно догонять.
Помните эти неловкие шаги LG, когда ради новой прошивки с искусственным интеллектом для старого уже V30 созывали отдельные конференции и вкладывали деньги в отдельную рекламную кампанию? Остальные производители настолько же внезапно выяснили, что искусственный интеллект в процессоре уже был, просто всем было наплевать на него, пока не появился смартфон, в котором ИИ действительно использовался.
Загрузка...
