10月19日,華為發布了新一代旗艦處理器麒麟960芯片,采用了全新ARM架構(CPU/GPU/Memory)和新一代Modem補足性能短板,并升級了雙攝ISP、音頻模塊、Sensor Hub微核協處理器,并且是全球首個集成安全芯片(Secure Element)的手機SoC,在性能、續航、拍照、音頻、通信、安全可信等六個方面均有新的突破。這款芯片最先可能會用于11月即將發布的Mate9手機。
如果說麒麟920和麒麟950只是優秀的跟隨者,并且只是個別關鍵方面單項冠軍的話,那么麒麟960則是華為第一個全面達到業界一流水準的芯片,可以和三星、高通甚至是蘋果的旗艦芯片PK,并且有自己特色——在華為10年前推出WCDMA Modem芯片,3年多前推出4G手機SoC之后,華為麒麟芯片終于和業界巨頭們一起站在了行業前沿。
三年三大精準跳,麒麟960全面達到業界一流
回顧過去三年,可以說華為麒麟在正確的方向上,揚長避短,實現上精彩的三級跳。2014年以中國為代表的全球手機市場從3G向4G切換,上網速度是主要矛盾,麒麟920充分利用華為在通信技術上的積累,成為全球首個集成Cat6的28nm工藝手機SoC——當時高通的modem技術雖然仍領先,但高通因為蘋果分立Modem需求,并沒在第一時間推出集成Cat6 modem的手機SoC。
而2015年面臨新的ARM架構和工藝選擇的時候,華為選擇了麒麟930在920基礎上繼續優化,而在麒麟950上大膽選擇了16nm FF工藝降低工耗,成為全球首個16nm的手機SoC,比高通14nm 820手機上市領先一個季度,比MTK的16nm P20手機領先一年,并避開了功耗高的ARM A57架構和20nm工藝這兩個大坑——而高通和MTK則都在這兩個坑上摔了跤。
2016年的麒麟960上再次面臨新架構和新工藝(10nm)的優先選擇哪個時,麒麟960選擇了新架構,補足此前被詬病的性能尤其是GPU性能不足。麒麟960率先將CPU、GPU、Memory等升級到最新A73、Mali G71、UFS2.1,據稱與上一代相比,CPU能效提升15%,不僅跑得更快,而且在高性能狀態下更加持久,圖形處理性能飆升180%,1080p Manhattan Offscreen跑分高達52fps。同時,GPU能效提升20%,可以更長時間地支持3D大型游戲的流暢運行。
華為Fellow艾偉解釋說,麒麟芯片此前并沒有在GPU上大發力,主要原因是舊的OpenGL架構下圖形性能受限于CPU而發揮不出來,而業界期待了20多年的全新圖形標準Vulkan,釋放多核GPU的真實性能。Vulkan標準的推出,解除了CPU對GPU性能的束縛,改善多線程性能,渲染性能更快。麒麟960提供了完整的基于Android Nougat版本的Vulkan解決方案,使8核GPU的性能得以充分釋放。
同時麒麟960把Modem升級為支持Cat12/Cat13、4CC 600Mbps全網通,這也是目前全球商用的Modem中最先進級別——和高通驍龍821、蘋果iPhone7同一水平。這其中的新技術Cat12/Cat13和CDMA,華為已經在此前的巴龍750 modem和麒麟650上驗證過。
此外,麒麟960還升級了Sensor Hub—新一代微核i6協處理器可以承擔更多任務,可在大核與小核都休眠的情況下,獨立接管手機的輕量級任務,使手機處于常感知的狀態,為融合定位(PDR)和計步器等業務大大降低功耗,特別適用于Pokemon Go游戲等基于位置服務(LBS)的AR類熱點應用。麒麟960還升級了雙攝ISP,不再需要第三方提供的景深協處理器。音頻方面,麒麟960采用第三代自研智能音頻解決方案Hi6403,內嵌專用音頻DSP,擁有強大的信號處理能力;在拾音、傳音、放音等環節上均有突破和創新。
Tick~Tock純巧合,芯片/終端互動讓創新方向不迷途
可以說,麒麟950和960這兩代處理器完美演繹了了英特爾的Tick~Tock策略——950大膽選擇16nmFF工藝創新降低功耗,960則采用新一代Modem和ARM新架構補足GPU短板和全面提升綜合性能,并避開了ARM A57內核架構和20nm這兩個大坑。
艾偉則認為,950和960的Tick~Tock純屬巧合,“(手機芯片規劃)如果能有這么輕松就好了,有時候可能每年都升級工藝,有時候可能2-3年工藝都不變。真正的挑戰不是Tick-Tock,是給消費者帶來新價值,消費者才不管這些。和PC行業相比,手機行業更殘酷的是,不斷要有新東西,消費者才愿意換手機。如果只是好一些,消費者有什么理由換?”
過去幾年麒麟產品方向沒有犯大錯誤,除了對技術的理解外,更關鍵是原因是芯片和終端部門一起,關注消費者的真正需求——這也是蘋果、三星和華為這類垂直一體化公司的優勢,可以更理解手機系統,更清楚消費者的需求,而高通和MTK這類獨立芯片供應商中間還隔著手機廠商,不能直達消費者。另外,獨立芯片廠商為了不斷向下游手機廠商推銷芯片,有時候為了賣點甚至噱頭,也不得不冒著風險采用一些并不成熟的技術。
艾偉表示:“我們不太關注(高通MTK)這些同行,因為未來不取于競爭對手,而在于我們有沒有看到更長遠的未來,并在產品中實現對消費者的價值,帶來更好的整體體驗,而不是單點的技術。每一家廠商都有創新的機會,只要看著前面,看著客戶就好了”。
麒麟960優先選擇通過ARM新架構提升性能,而不是優先采用上市時間可能并沒有那么快和提升也并沒有那么大的10nm工藝,可能又是一步好棋——提升了性能,又搶先了時間--盡管10nm性能和功耗可能更好一些,但時間可能需要到2017年上半年手機上市,麒麟960和950一樣很好地打了時間差,實現隔代競爭,并趕在圣誕季和中國春節兩大旺季前將手機推上市。
對于10nm工藝,艾偉認為它和20nm還是有很大的不同,不過他也贊同10nm在一系列工藝節點上的重要性不如當初的16nm,“20nm確實是個坑, 20nm沒有FF工藝解決不了功耗問題,我們有高人指點(臺積電CTO胡正大教授)成功避開。但是10nm確實對性能和功耗都有改進,我也同意你的看法,在16nm、10nm和7nm這一系列的節點中,10nm確實沒有16nm的意義那么重大。16nm工藝會長期存在,當然我們也一直會往前,不斷采用最先進的工藝”。
全球首個集成SE的手機SoC,加速移動支付安全應用
除各項性能全面達到業界一流水平,麒麟960首創了將安全引擎集成在SoC芯片內,是全球首個16nm先進工藝集成inSE(integrated Secure Element)的手機SoC芯片。這種集成和華為的品牌影響力,將大大推動移動支付安全應用,預計也將加速主芯片和安全芯片供應商之間的整合。
簡單地說,如果手機支付要象銀聯IC卡/U盾一樣安全,手機里就要采用銀聯IC卡/U盾里所用到的安全芯片(SE),這種SE芯片過去由NXP和英飛凌這類獨立芯片廠商提供。過去國內智能手機廠商很少采用SE芯片,一是需要增加2-3美元成本,二是很多應用(銀行卡/公交卡/各種電子錢包等等)接入需要大量開發工作,需要安全芯片廠商及武漢果核、北京豆莢等第三方技術公司提供技術支持和Turnkey方案。手機廠商出于成本、上市時間和用戶可感知的差異化綜合考慮后,常常放棄。
但隨著手機開始大量用于購物、轉賬、理財等應用,也帶來了木馬、病毒、惡意程序侵蝕手機安全的風險,短信驗證碼被劫持、賬戶信息泄露、偽基站和界面劫持等嚴重威脅用戶的財產和隱私安全。目前金立、360、華為等公司的少數機型,已經開始采用分立的SE芯片方案提升手機安全。
華為宣稱,相對于軟件安全方案和其他分離的芯片安全方案,麒麟960首創的inSE方案具有更高的安全性,其主芯片就是安全芯片,安全芯片無法被替換,從根本上保證了手機安全。目前麒麟960已經獲得央行和銀聯雙重安全認證,據稱是全球首款達到金融級安全的手機芯片。這意味著,搭載麒麟960的手機具有和銀聯IC卡/U盾相同安全等級,用戶可以同時獲得移動支付的安全與便利。
因此,麒麟960集成SE芯片,將大大推動移動支付安全應用,預計也將加速主芯片和安全芯片供應商之間的整合,安全芯片因為其重要性和平臺性將被主控芯片平臺集成——事實上高通和NXP已經在SE方面有重大戰略合作,估計集成芯片方案也在開發之中,甚至高通收購NXP也有非常大的可能性。
麒麟未來的策略: 把握戰略制高點,專注主航道、高端創新和無人區探索,5G和人工智能是重點
針對麒麟未來策略的熱點問題,例如是否自研CPU,是否對外銷售,是否研發筆記本芯片,對VR/AR/人工智能等熱點的看法,華為Fellow艾偉都進行一一解答。從這些解答中可以看出,麒麟芯片仍將是華為終端的戰略制高點部門,會專注于主航海道、高端創新和無人區探索,不會包攬華為手機的所有芯片需求,更不會為了更大的出貨量或收入對外銷售--目前華為對麒麟芯片的宣傳中,已經克意避免出現“海思”字眼,而一再強調“華為麒麟”。
問:麒麟960仍采用ARM標準架構,未來會和蘋果、高通等廠商一樣,自研CPU嗎?
艾偉:我們的名字是華為技術有限公司,不是華為技術無限公司,我們不可能所有的東西都做,還是需要合作伙伴。ARM的CPU值得信賴,自研CPU有做得好的,也有做得不好的。例如有廠商自研CPU性能雖然好一些,但功耗也更大一些,例如蘋果(A10)現在也采用大小核架構。
專業的廠商做專業的事,我們自研CPU也不一定就做得比ARM更好,更何況架構和指令集都在那里,如果自研CPU性能只是比ARM CPU相差5-10%,我們認為沒有什么意義,我們不需要那個所謂自研CPU的名聲。相比業界對手,我們有些地方做得好一些,有一些地方也沒那么好,但我們追求的是綜合性能好一些。
問: 今年麒麟也推出了6系中低端芯片,目前高中低比例?未來麒麟會對外賣嗎?華為推出了Matebook,未來麒麟會做筆記本芯片嗎?
艾偉:麒麟芯片,將服務于華為手機,但華為手機可以選擇所有的芯片(編輯注:目前華為手機高端全部采用麒麟芯片,中低端有采用麒麟芯片,也有采用高通和MTK芯片,例如麥芒和Nova采用了高通芯片)。
圖:2014-2016年華為手機出貨量和其中麒麟芯片出貨量估計,數據來源:華強電子產業研究所 2016/06
麒麟9系和6系的絕對數量差不多了,但隨著用戶向精品換機,整體上高端還有進一步增長的空間。未來我們仍以高端為主,因為這個行業不缺中低端芯片,中低端我們也不一定比別人的成本更有優勢。更關鍵是我們的資源非常有限,我們要專注于創新和差異化,專注于長期戰略,5G馬上就要來了,我們哪里還能騰出手來做低端芯片?我們不看重出貨量。麒麟重心仍然放在高端,因為在先進技術上領先業界甚至是和業界同步,都是很大的挑戰。
對于筆記本電腦,關鍵是Windows生態,ARM的路線圖中,一直沒有對Windows的明確計劃,所以我們暫且也沒有計劃。
問:今年任總提到了無人區的概念,華為在設備領域已進入無人區,麒麟什么時候能夠進入無人區?
艾偉(笑):華為在光傳輸和基站等有些方面是進入了無人區。所謂無人區,一是要做別人沒有做過的事情,二是要對消費者有價值的事情。我們也在做些新東西,試目以待,可以看看下個月出來的手機。
問:如何看待VR和AR? VR是不是更多是細分市場(游戲/影視),而AR面向大眾市場?
艾偉:我同意你的看法,VR強調沉浸式體驗,但這損害了它的移動性,比如玩VR游戲可能就只能在一個固定的安全區域,如何同時安全實現沉浸和移動性還沒能解決。而AR能夠和移動性結合,有更廣泛的應用空間。
問:人工智能(AI)是未來的熱點,蘋果最近一年收購了不少人工智能軟件和算法公司,并且iPhone7在相冊管理上已經有一些AI功能,您如何看AI對手機芯片的影響?
艾偉:手機上的數據都是活生生的,這和PC互聯網有很大的不同。確實,未來AI應用的重心可能會從數據中心轉移到手機上,從離線到實時。如果實時,就需要硬件參與。目前的一些AI應用,都需要較長時間在后臺運算和處理,可能是幾個小時甚至是幾天,但如果要實時呈現,就需要硬件支持。目前人工智能,大家都在做,華為也在做,誰先做出來不一定(微笑)。
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