智能手機的發(fā)展，離不開手機芯片的推動，它就是手機的發(fā)動機。8月31日，德國柏林，麒麟980亮相，創(chuàng)下6項世界第一，成為2018消費電子展（IFA）的寵兒。9月5日，麒麟980在上海召開以“知·芯”為主題的媒體溝通會，讓人對這款芯片有了更深刻的認知。這是一款全面領先的人工智能手機芯片，其在性能、能效、AI以及通信能力等方面，都有了新的飛躍。
事實上，無論是高通還是蘋果，芯片發(fā)展到今天，都面臨創(chuàng)新難題。這就跟智能手機一樣，達到一定程度，再往上創(chuàng)新，就變得十分艱難——今天手機同質(zhì)化嚴重，尤其是安卓平臺，表現(xiàn)得尤為明顯。讓人好奇的是，麒麟芯片是怎么去不斷創(chuàng)新的？7nm制程工藝的突破，背后又有什么故事？
艱難的創(chuàng)新之路
從被人質(zhì)疑，到被大家廣泛認同，麒麟處理器這幾年的進步，有目共睹，也引發(fā)了人們的好奇與猜想。在“知·芯”媒體溝通會前夕，華為Fellow艾偉接受了筆者的專訪，道出了其中一些鮮為人知的秘密。
《孫子兵法》云：“求其上，得其中；求其中，得其下；求其下，必敗?！摈梓胩幚砥髂懿饺腠敿壱苿有酒辛?，與華為這些年的壓強式投入及高標準要求，有很大的關系。每一代麒麟芯片在立項時，都對自己很苛刻，沒有重大的創(chuàng)新就不要上，就不要投資了，華為不斷給自己制造壓力，推動麒麟處理器不斷前行?！昂每吹钠つ仪宦?，有趣的靈魂萬里挑一”，在艾偉看來，跟別人差不多的產(chǎn)品，是沒有意義的，華為必須追求新的能力，標新立異，真正做到與眾不同。
提及全球第一個7nm手機Soc芯片的工藝難度，艾偉說，摩爾定律早幾年就被唱衰過，被認為走不下去了。事實上，的確也是越來越難，要把集成度做高，底層就要做很薄，而且還要防止漏電，做得很牢固，可謂難上加難，需要有很多創(chuàng)新。當然，最大的難度是在這個時間點上，將這款芯片量產(chǎn)出來。
對華為來說，相比麒麟980的工藝難度，更難的是量產(chǎn)?！叭昵拔覀儧Q定用7nm時，不是說做得出、做不出的問題，而是在今天這個點能不能量產(chǎn)、支持手機上市?！卑瑐フJ為，“拿一款7nm芯片給大家看并不難，如果不能量產(chǎn)，那就是重大事故?！睘榱隧樌瞥鲂酒?，實現(xiàn)商用，華為跟合作伙伴做了大量的工作，承受了巨大的壓力，從關鍵規(guī)格的定義，到早期驗證電路，再到系統(tǒng)投片等等，華為不斷優(yōu)化，逐一解決可靠性問題。這條創(chuàng)新之路，充滿挑戰(zhàn)，也十分艱辛。
華為堅持重金投入做麒麟處理器，其中的一個原因，是為了讓自己的產(chǎn)品，具備差異化能力，帶給消費者個性化的體驗?！跋M者給了我們一條差異化之路，麒麟處理器不能掉鏈子，要把這條路走下去，不能辜負消費者的期望?！卑瑐フJ為，是消費者的期望，給了華為創(chuàng)新的動力與能量。
更快更強，全面突破
更快、更強，是用戶對手機的基本要求，對手機芯片來說，必須不斷突破性能極限，才能滿足他們的需求。麒麟980走在移動芯片的前列，是全球首款商用7nm制程工藝的手機芯片，運算性能大幅提升。
麒麟980實現(xiàn)了基于Cortex-A76的定制開發(fā)，較上一代處理器能效提升58%，性能提升75%，可滿足用戶對手機更快、更持久的體驗需求。并且，麒麟980首次內(nèi)置商用的Mali-G76 GPU，性能提升了46%，能效提升了178%。
魚與熊掌不可兼得，很多用戶都有這種感覺，一些采用業(yè)界領先處理器的的手機，性能倒不錯，但弊端同樣明顯，比如機器發(fā)熱嚴重，電池不耐用。經(jīng)常有用戶吐槽，某品牌的機器，經(jīng)常一天兩充，體驗大打折扣。
華為重視用戶體驗，主張實現(xiàn)高性能與長續(xù)航的平衡。為了實現(xiàn)這一突破，帶給用戶更好的體驗，麒麟980創(chuàng)造性地采用靈活適配的2+2+4核解決方案，從而兼具高性能與長續(xù)航。具體而言，其采用智能調(diào)度機制，通過2個高性能大核、2個高能效大核以及4個高能效小核的全新能效架構，前兩者基于Cortex-A76開發(fā)，后者基于Cortex-A55開發(fā)，可以滿足用戶不同場景下的體驗需求。
通常，芯片企業(yè)采用大核、小核的組合設計，麒麟980另辟蹊徑，采用三個檔位的能效架構設計，這種先進的梯度多核架構，打破了傳統(tǒng)能效的藩籬，CPU可在更豐富的場景下（重載、中載、輕載）靈活適配，精準調(diào)度，按需分配，發(fā)短信，打電話，看視頻，打游戲……不同的場景，啟用不同的能耗，讓續(xù)航更持久。
今天，消費者追求手機性能的全面領先，而不是個別參數(shù)的領先，這也對芯片企業(yè)提出了更高的要求。麒麟980帶來了性能的全面提升，除了上述提及的，它在圖像處理方面有了較大的突破，其采用全新升級的第四代自研ISP（圖像信號處理器），像素吞吐率提升了46%，降噪與色彩還原能力大幅提升。它還采用了全球最快的手機WiFi芯片，能帶給用戶高速的WiFi聯(lián)接體驗。
在備受關注的人工智能方面，麒麟980率先在手機芯片上集成雙核NPU（神經(jīng)網(wǎng)絡單元），極大提高了AI算力，可支持更豐富的AI應用場景，引領手機全面進入智慧時代。在雙NPU的加持下，麒麟980每分鐘可識別4500張圖像，較上一代處理器提升120%。
“麒麟980究竟好不好，我們說了不管用，還是讓消費者去評說！”盡管這是一款全面領先的移動芯片，但艾偉十分低調(diào)。在他看來，創(chuàng)新，不是喊口號，而是要落到實處。比如華為手機的拍照能力，是實實在在看得見的。華為P20系列，已被公認為全球最出色的拍照手機，在國外專業(yè)影像機構DxOMark的評比中，華為P20 Pro的拍照得分為109分，領先三星S9+高達10分，這是一個巨大的優(yōu)勢。麒麟980需要在10月份上市的華為Mate20系列產(chǎn)品中，接受消費者的檢驗。
多年的厚積薄發(fā)
這次，業(yè)界對麒麟980全球首商用7nm制造工藝很感興趣。因為，對手機芯片來說，工藝制程直接影響到性能和功耗。當前，業(yè)界普遍采用10nm制程工藝，而7nm制造工藝與10nm工藝相比，性能提升20%，能效提升40%，晶體管密度提升到1.6倍，帶來的變化是性能與能效的雙重提升。
臺上一分鐘，臺下十年功。麒麟980芯片的誕生，是多年厚積薄發(fā)的結果。華為芯片從2004年成立，到今年已進入第15個年頭，期間不斷投入。麒麟980面世后，有媒體說，華為在這款芯片上，投入了20億人民幣。艾偉坦言，遠不止這個數(shù)字。
7nm工藝，華為從2015年就開始立項，進行工藝研究；2016年，為其制定特殊基礎單元，構建高可靠性IP；2017年進行SoC工程化驗證；到今年實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。工藝難度突破的背后，是華為對麒麟980超過3年時間的研究與開發(fā)，大量的半導體設計與工藝專家參與其中，反復驗證。對于外界關心的華為在這顆芯片上投入了多少研發(fā)人員及研發(fā)資金，艾偉并不愿多談，“我們不想給同行壓力?！?/p>
在艾偉看來，7nm不只是技術困難，關鍵的是商業(yè)回報，隨著投資越來越大，相應地需要更大的市場份額支撐，不然就無法收回成本。這里面，就有一本經(jīng)濟賬，涉及投資回報率的問題。但現(xiàn)在又陷入了一個駁論，隨著智能手機趨于飽和，整體銷量不僅沒有增加，反而下滑了。
從國內(nèi)來看，智能手機銷量大幅衰退，中國信息通信研究院的數(shù)據(jù)顯示，上半年國內(nèi)手機總出貨量為1.96億部，同比下滑17.8%；而從全球來看，智能手機市場也是負增長。幸運的是，華為手機保持了較快的增速。今年上半年，華為手機全球銷量超過9500萬部，全年銷量有望實現(xiàn)2億部。華為手機強勁的市場表現(xiàn)，反過來也增強了麒麟處理器的信心，有更多的人力、財力用于研發(fā)，形成一個正向循環(huán)。文/徐上峰
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