华为的海思麒麟950的技术含量如何?是否真的如知乎喷子们所说的没什么技术含量? 举报 理由 举报 取消 如题。求解。谢谢! 2017年11月17日 6 条回复 986 次浏览 SoC,华为,处理器,手机
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正如题主说的,知乎上有很多人,什么都不懂只凭借一厢情愿和所谓的经验道理就开始键盘上的“指点江山”,如此眼高手低之人的回答自然不必当真。麒麟950没有技术含量?那让这些所谓的砖家做一个看看咯,看哪个能做出来。
请大家对于任何不懂的事情抱有「敬畏之心」,特别是面对人类最具智慧的芯片,面对国产自主手机SoC麒麟950时。自动化芯片方向的哥们曾经向我科普过做芯片的流程,并不是拿来ARM授权的公版内核(A53、A57、A72等)直接组装那么简单。下面,我结合芯片的组成,说说麒麟950的技术含量吧。
一、芯片由什么组成?
很多人都在说麒麟950没技术含量,那我想问问这些人:芯片,由什么组成?可能有些砖家开始照本宣科,CPU、GPU、ISP、DDR、flash、基带等,这就大错特错!芯片的表面积是15mm*15mm(放在指尖都怕掉下来的大小),其内部由晶体管(mos管)组成,mos管的大小是纳米量级(nm),常见的mos管有40nm、28nm、16nm、14nm、7nm等,这也就是咱们所说的工艺制式。而在15mm*15mm的芯片上通常需要制作上亿个大小为纳米量级的mos管,难度可想而知!
图1 与非门示意图
此外,单独的mos管是无法工作的,它需要由导线进行连接,也就是上亿个mos管至少需要上亿条导线,而且不像家里的导线外裹塑料,它们可都是无包裹的,导线布局要求某些连接、某些不能,如此一来,难度可想而知!正是这些mos管和导线构成如上图所示的与非门,多个与非门构成IP核(诸如:CPU、GPU、ISP之类的,都可以算是IP核心),多个IP核心才构成的麒麟950!
看到这里,大家肯定想到了,岂不是mos管越小(也就是工艺制式越小)性能也越高?这可不是绝对的,举个例子,苹果A9芯片有两种制式,分别是三星14nm和台积电16nm,可结果是台积电16nm更好,这是为何?原因就在于mos管达到20nm以下的时候,无论是晶体管还是走线的难度都上了一个台阶,彼此之间存在漏电和二级效应。
图2 FinFET示意图
为了改善这个问题,FinFET应运而生。FinFET有两大技术突破:1、将电流通道做薄,解决漏电问题;2、将电流通道向上延展。FinFET技术发明人胡正明教授于1999年在实验室中证实该结构可以将芯片带入20nm时代。
从技术研发到商用成熟,这期间的困难可以想象,直到2015年,麒麟950的问世。请记住,麒麟950是业界首款商用TSMC 16nm FinFET+技术的SoC芯片(苹果A9是AP,不是SoC,SoC的集成复杂度比单AP的大多了,晶体管数目也多的多),如果这不算是技术含量,请问什么才叫有技术含量?
二、ARM内核在麒麟950占多少比重?
图3 麒麟950内部结构示意图
根据上一部分的科普,你们也清楚所谓的CPU(ARM内核)、GPU都可算是IP核,而麒麟950是手机的SoC,由以上N个部分的IP核组成……ARM内核(主要指CPU部分),麒麟950采用四个A72+四个A53,所占比例如图所示。这下应该懂了吧,给其他厂商ARM内核(只有CPU)他们也做不出来手机SoC。
有些人只看到高通820用了自研架构,麒麟950用ARM公版内核就开始说麒麟不行,只能评价「坐井观天」。ARM公版内核具体授权的是什么,请问喷子会真正的去了解和认识吗?
IP核通常分为软核和硬核,软核只规定CPU指令集,也就是把城市规划的道路需要见多少条、每条多长多宽,但道路具体什么样需要自己设计。麒麟950采用的ARM内核就是这样的软核,芯片的mos管、线路都需要华为自己来做,这样的好处是给了华为更多的发挥空间和自主权。从这点来看,麒麟950并非采用严格意义上的公版,而是半自主性质的软核!正因为如此,麒麟950可以通过优化线路互连和Memory系统部分,保持能耗比的最佳平衡,帮助Mate8实现长续航与高性能的再一次突破。
根据图3麒麟950内部结构来看,麒麟950这个SoC上的常感知协处理器、基带、ISP单元都是非常不错的IP核心。引用@李小龙的回答:
「麒麟950实现了CPU、总线、现实处理器、Memory控制器、GPU、Video编解码器、ISP、Audio处理单元、传感器处理单元、存储接口的高度集成和低功耗设计,拥有完全的知识产权。」/「CPU是采用ARM公版,后续设计专利则是华为芯片拥有。我们认为自主创新并不是推倒一切重来:铅笔和橡皮是创造,在铅笔上加橡皮,就是创新。」确实,这句话我十分认同。
现如今的社会,没有一家公司能将所有的IP核研发工作都包圆,即使是高通820的IP核也用了很多有外购的核心。麒麟芯片的设计核心就是追求长续航与高性能的平衡,其所有的一切设计,包括线路布局、ARM软核的自主定制、i5协处理器都是为了这一目的。华为手机的续航强不强?性能好不好?相信各位华为手机的用户都能替我做回答。
从2006年起,华为开始着手移动手机SoC的研发;2012年推出国内首款四核CPU———K3V2,并实现千万级出货;2013年推出首款单芯片手机SoC麒麟910;2014年继续推出业内首款异构8核SoC麒麟920;随后,15年麒麟950的推出则是一炮而红,彻底奠定华为在移动芯片领域和高端手机领域的地位。
可以看到,麒麟芯片的成功、华为手机销量的成功都是靠着一步步的技术突破累计的。以手机终端销量来说,2015年破亿,2016年更是稳步增长;麒麟芯片更是用1年的时间完成5000万到1亿的飞跃,这样的结果大家有目共睹,如果说这样的麒麟950没有技术含量,那什么才叫「中国创造」呢?
首先吧,一个CPU要发展起来是需要积累的,需要经验上的累积,专利上的的累积等等;就拿手机处理器来说,目前做的最好的,个人认为还是苹果的A系列,其次就是高通,再来就是三星,这些处理器都是经历过了多年的发展才变成这样。麒麟系列,虽然目前来看,距离他们还是有一些差距的,这是你不得不承认的事实,但是有这个东西总是会比没有强的,经历过这些年的累积,总是有个像样的产品,再过几年,说不定就赶超高通了,这些东西都是需要慢慢来的,不能一蹴而就。还记得当年,小米买了某设计公司,就开始吹自己设计的多厉害,多牛,结果现在呢,几乎一点消息都没了,所以说cpu的发展是需要慢慢来的。
再来吧,谈谈麒麟,个人认为华为当年自己决心做处理器是一个非常明智的选择。现在手机市场上,安卓最好的处理器就是高通,性能确实好,但就是贵,按周鸿祎的说法就是:高通真TM贵。三星嘛,大家都知道,首先要为自己的旗舰机供货,有剩余产能的情况下,再卖。你看现在魅族就是典型的,一心榜上三星,结果别人不给你用,推出了一个pro 6,大家都不叫它真旗舰 MTK嘛,不能说不好,确实赶不上顶尖的高通,而且吧,主要是给人廉价感。麒麟经过这么多年的发展,性能什么的也确实都不错,然后趁着高通去年810雪崩的机会,拿到了台积电16nm的工艺,给人眼前一亮的感觉,并配合P9,mate8成功占领了高端手机的市场。但我用过一段时间的P9,感觉怎么说呢,平时用起来也算比较流畅,但玩比较大型的游戏什么的,还是感觉带不动,在GPU上还是不行,这也是一直被诟病的地方。
大胆的做个预测,只要能这样保持,并较好的解决掉GPU的问题,3-5年内,麒麟系列还是有可能追上高通骁龙系列的。当然啊,我觉得还是不能和苹果比,感觉差的不是一点半点
950的CPU,是ARM公版,也就是说ARM把大部分理论已经做好了,华为买来授权小改一下就可以送工厂开工了。
好处是投入的研发成本少,见效快,脚步可以跟进arm的最近节奏。
坏处是,arm坑了海思也跟着坑。 比如810,就是arm公版,结果高通为了跟上64位的节奏放弃了自有Krait架构采用公版架构,被称为热锅上的蚂蚁。这次820宁愿推迟N个月发布也要坚持用自有架构。 当然arm也不是一直坑,三星用16nm的工艺解决了能耗比的问题,arm的设计还是有一定威力的。
作为比较就是联发科一直是arm的忠实粉丝。
更重要的,拥有芯片架构自主设计能力,也意味着能够以更大的自由度去优化特定应用程序的性能或者功耗表现。这是与竞争对手拉开差距的关键。
另外不得不提的是,big.LITTLE大小核心双架构已经逐渐普及开来,从三星Exynos 5410到高通骁龙810莫不如此,而它们之所以能做到不同架构核心共存、协同,最关键的地方就是缓存一致性互连架构CCI-400。
ARM在今年早些时候宣布新的高端CPU Cortex-A72、GPU Mali-T880的同时,还推出了大刀阔斧改造过的新一代缓存一致性互连架构 “Corelink CCI-500”,引入了一系列新功能。在很大程度上,它的诞生要远比 A72、Mali-T880有意义得多。
CCI-500最大的变化就是增加了一个“探听过滤器” (Snoop Filter),从而使探听控制不再局限于单个簇内部的CPU之间,可以扩展到整个处理器的所有核心,也就是A72/A57、A53全部覆盖。这样一来,处理器需要执行的缓存查询工作量就会大大减少,效率自然随之增加,最终的好处就是互连过载降低、CPU核心空闲时间更多。
互连所需的内存带宽也会因此大幅度减少,ARM宣称CPU一端的内存性能可提升30%。ACE(AXI一致性扩展)端口的数量也翻了一番,系统带宽因此增加一倍,可轻松搞定4K显示输出。四通道128-bit内存位宽也不再是问题。骁龙805是第一个支持四通道内存的移动处理器,但用的是高通自己设计的非一致性互连架构。以后,谁想做都可以。
按AnandTech的原话来说,采用了A72、Mali-T880 GPU、big.LITTLE架构的麒麟950,本应该也同时用上最新的CCI-500架构数据总线,因为它们三者都是今年2月份一起发布的。但不幸的是,CCI-500发布的时候,已经不在麒麟 950开发过程中(这意味着下一代麒麟很快发布,950只是过渡?)。所以麒麟950还是停留在目前 big.LITTEL结构SoC都使用的CCI-400。
另外950是一颗soc
而这是骁龙810
可以看到其实CPU部分的面积占总面积的百分比很小,甚至不如GPU的面积
而950采用的Mali-T880 mp4对比搭载810的小米顶配版还稍显不足,而三星打算采用Mali T880 mp12,纯靠蛮力堆物料正面怼高通。
由于Mali-T880允许从一到十六颗核心的堆叠,作为土豪的三星确实比华为任性多了。mp12对比麒麟950的mp4,理论性能高了三倍,实际使用中大到两倍以上性能一点问题都没有。
当然三星这么做的目的是为了将来的VR技术做铺垫,需要强大的GPU来支撑。
而华为嘛~~~~
至于其他部分
moden
华为在之前的某次发布会上展示了Balong 750,支持cat12可以说领跑了通信业内,然而950依旧采用了前代Modem让人失望不已。对此华为某高官在微博的解释是cat6已经足够使用了。
结果当天下午就被中移动+高通在微博打脸,两者宣布cat9的实验网已经做了几个月,而即将到来的820搭载了史上最强moden:X12 LTE 支持cat12,理论下载速度是cat6的4倍。
当然假设明天就发布820的手机并且你立即购买到了,在手机坏之前用上cat12比较难,但是某些地区在一两年内用上cat9还是比较有希望的。
你看运营商连4G覆盖都还没做完就急忙的推出4G+,两年内某些地区试运行cat9的网络一点都不奇怪。政策上响应了总理提速降费的提议,体验上现在动辄100MB的apk文件下载能缩短一半的时间也是好事。毕竟总流量资费不变,下载一个G的内容花的时间越少越好。
而且这次950总算上了802.11ac算是赶上了主流队伍,结果即将到来的820宣布支持802.11ad技术,理论上可以提速5倍,如果你的路由器和其他设备都支持的话,将来用无线设备拍摄4K视频并且分享不再遥远。而目前的4K视频考虑到损耗的话,还是没法流畅无线投影给其他设备的。
你说你不拍4K视频,那你买个128G的手机干叼用啊。
isp
其实相对于cpu来说,华为的图像ISP倒是真属于自主研发的,不知道为什么总是没人提,这个成果比arm公版的cpu架构买来贴牌的含金量高了不少。而且应用起来也算的上主流水平。
和810的差距不大,而且有不少黑科技比如超级微距、双摄像头、流光快门。
不过成像质量确实算不上高。
其实拿950作为对手来看,最接近的应该是联发科的helioX20,一个是通讯界的大佬打算在手机芯片上有所作为,另一个是芯片领域浸淫多年的地头蛇有着丰富的经验。
作为前代产品 麒麟93X对比6795可以说是完败,如今看950对比X20了,8核对10核我看有的比。
820从纸面来看超过950太多了,就算是一代火炉810,除去最坑底的cpu部分,soc面积上其他的技术依旧领先950。
至于8890,三星第一代自有架构的soc,还是先观望吧。
相对于没有的技术实力一流
相对于高通,MTK目前还是学习中
其实这种问题可以正大光明的提问没有必要匿名。不是CPU专业的,专业数据就不贴了。除了没有支持DDR4和UFS2.0之外,从参数上来看,是一颗不错的CPU。希望mate9的CPU可以支持UFS2.0和DDR4,因为从小米5的使用来看开日常应用和游戏速度真的很快。
实际使用来看,我手中的mate8使用快一年了,一直都还可以,发热续航都还不错。最近升级了系统,不知道为什么用两天不关机就卡的要命,重启手机即可,升级之前不会这样的,最近也没有装新的APP。基带方面,从使用来看,和iPhone6sp还是有差距的。在同样是联通卡的情况下,在上海虹口足球场附近的饺子店,iPhone6sp有信号可以上网但是mate8没有信号不能上网。和印象中华为信号好不太一样。(原谅我,我目前就用这两部手机,其它的手机没有对比过)
再吐槽一下华为P7真垃圾,去年公司买了两台当测试机,现在公司QA都不愿意用它了,卡的要死而且WIFI老掉线。
没有干货,纯属使用体验,文不对题了。身为一个程序员只能写体验真是憋屈,但是CPU方面我真不是专业的,不丢人了
soc设计还是挺有技术的,但是别说设计cpu。
不是行业相关者,不清楚soc,只能用cpu代表手机。。。