麒麟 990 芯片发布,华为 Mate30 系列 9 月 19 日首发

摘要

华为正式发布新一代 SoC 麒麟 990 系列。

华为消费者业务 CEO 余承东在 2019 德国柏林消费电子展(IFA)上发表「Rethink Evolution」主题演讲,面向全球推出华为最新一代旗舰芯片麒麟 990 系列,包括麒麟 990 和麒麟 990 5G 两款芯片。其中,麒麟 990 5G 是全球首款旗舰 5G SoC 芯片,在 5G 商用元年率先为广大消费者提供卓越的 5G 联接体验。同时,为满足 5G 时代用户对卓越体验的追求,麒麟 990 5G 在性能与能效、AI 智慧算力及 ISP 拍摄能力等方面进行全方位升级,打造手机体验新标杆。麒麟 990 系列芯片将在华为 Mate30 系列首发搭载。该款产品将于 9 月 19 日在德国慕尼黑全球发布。

麒麟 990 5G 是华为推出的全球首款旗舰 5G SoC,是业内最小的 5G 手机芯片方案,基于业界最先进的 7nm+ EUV 工艺制程,首次将 5G Modem 集成到 SoC 芯片中,面积更小,功耗更低;率先支持 NSA/SA 双架构和 TDD/FDD 全频段,充分应对不同网络、不同组网方式下对手机芯片的硬件需求,是业界首个全网通 5G SoC。基于巴龙 5000 卓越的 5G 联接能力,麒麟 990 5G 在 Sub-6GHz 频段下实现领先的 2.3Gbps 峰值下载速率,上行峰值速率达 1.25Gbps,带来业界最佳 5G 体验。

麒麟 990 5G 是首款采用达芬奇架构 NPU 的旗舰级 SoC,创新设计 NPU 大核+NPU 微核架构,NPU 大核针对大算力场景实现卓越性能与能效,业界首发 NPU 微核赋能超低功耗应用,充分发挥全新 NPU 架构的智慧算力。CPU 方面,麒麟 990 采用 2 个大核+2 个中核+4 个小核的三档能效架构,最高主频可达 2.86GHz。GPU 搭载 16 核 Mali-G76,全新系统级 Smart Cache 实现智能分流,有效节省带宽,降低功耗。游戏方面,麒麟 990 5G 升级 Kirin Gaming+ 2.0,实现硬件基础与解决方案的高效协作,带来业界顶级的游戏体验。拍照方面,麒麟 990 5G 采用全新 ISP 5.0,首次在手机芯片上实现 BM3D(Block-Matching and 3D filtering)单反级硬件降噪技术,暗光场景拍照更加明亮清晰;全球首发双域联合视频降噪技术,视频噪声处理更精准,视频拍摄无惧暗光场景;基于 AI 分割的实时视频后处理渲染技术,视频画面逐帧调节色彩,让手机视频呈现电影质感。HiAI 开放架构 2.0 再度升级,框架和算子兼容性达到业界最高水平,算子数高达 300+,支持业界所有主流框架模型对接,为开发者提供更强大完备的工具链,赋能 AI 应用开发。

全球首款旗舰 5G SoC 芯片,快人一步体验 5G 通信联接

进入 5G 商用元年,终端和网络加速成熟,手机用户对 5G 的需求逐步增长。与此同时,5G 直播、5G 云游戏等应用开始出现,这些大流量业务都对移动联接的速度和质量提出更高要求,用户也希望体验更快、更高清的 5G 体验。作为 5G 的领航者,华为率先推出全球首款旗舰 5G SoC 芯片麒麟 990 5G,为广大消费者带来业界领先的 5G 体验。

1)业界首个 5G SoC,挑战芯片设计极限

不同于业界采用的 4G SoC+5G Modem 模式,麒麟 990 5G 采用业界最先进的 7nm+ EUV 工艺制程,首次将 5G Modem 集成到 SoC 上,板级面积相比业界其他方案小 36%,在一颗指甲大小的芯片上集成了 103 亿晶体管,是目前晶体管数最多、功能最完整、复杂度最高的 5G SoC。

麒麟芯片早在 2014 年就开始 EUV 技术的储备,联合产业界合作伙伴共同研发并促进 EUV 技术成熟。为了让最新的 EUV 工艺能够带给消费者稳定可靠的高品质体验,麒麟 990 5G 在实现高性能和高能效的基础上,进行了大量关键技术验证,为手机用户提供最可靠的技术保障。

2)业界领先 5G 速率和能效,提供 5G 极速体验

麒麟 990 5G 支持领先的 5G 速率,在 Sub-6GHz 频段下实现 2.3Gbps 峰值下载速率,1.25Gbps 上行峰值速率。率先支持 5G 双卡,一卡 5G 上网的同时,另一卡可接听 VoLTE 高清语音通话,实现业界最佳 5G 双卡体验。此外,麒麟 990 5G 实现业界最佳 5G 能效,相比传统的 4G SoC+5G Modem 的解决方案,功耗表现优 20%,带来更长效持久的 5G 体验。

5G 商用初期,由于网络覆盖不完善,5G 还面临着弱信号场景联接不稳定、功耗较高、高速移动场景联接体验不佳等挑战,影响用户的上网体验。基于在 5G 领域的技术积累,麒麟 990 5G 全面升级 5G 通信实力。在 5G 信号较弱的场景下,麒麟 990 5G 推出智能上行分流设计,在视频直播、短视频上传等应用场景同时使用 5G 和 4G 网络,上传速率提升 5.8 倍,优化 5G 上行体验;为解决 5G 带来的功耗问题,麒麟 990 5G 率先支持 BWP(Bandwidth Part)技术,在 5G 大带宽条件下实现带宽资源的灵活切换,与业界主流旗舰芯片相比,5G 功耗表现优 44%,带来更长效的 5G 体验;面向高速移动场景,麒麟 990 5G 支持基于机器学习的自适应接收机,实现更精准的信道测量,下行速率提升 19%,实现稳定的 5G 联接。

3)业界首个 5G 全网通 SoC,持续引领 5G 行业发展方向

除了提供增强的个人移动体验之外,5G 还肩负着改变社会的重要使命,驱动移动通信与各行各业相结合,构建万物互联的智能世界。5G 时代,组网方式有 SA(独立组网)和 NSA(非独立组网)两种选择,但 NSA 只实现了超高带宽,只有 SA 才能更好地实现低时延和海量连接。而低时延和海量连接,正是整个行业实现数字化、智能化的必然需求。近日,工信部也表示自 2020 年 1 月 1 日起,申请入网的 5G 终端需要同时支持独立组网和非独立组网(SA 和 NSA)。综合来看,NSA 是 5G 初期的过渡方案,成熟的 5G 解决方案必须具备同时支持 SA 和 NSA 的能力。

华为从 2009 年起开始致力于 5G 的研究和开发,经过多年努力,已经具备从 5G 核心网到基站,到 5G 手机、5G CPE 和 5G Modem 都同时支持 SA 和 NSA 的端到端解决方案。此次发布的麒麟 990 5G 也是业界首个全网通 5G SoC,率先同步支持 SA/NSA 5G 双模组网,全面推进 5G 产业发展,引领 5G 技术方向;率先支持 TDD/FDD 全频段,适用于所有 5G 网络频段需求,助力运营商更快部署 5G 网络,尽早为消费者带来更成熟的 5G 体验。


创新设计 NPU 双大核+NPU 微核架构,5G 时代打造 AI 算力强者

在端侧 AI 的发展历程中,麒麟芯片始终引领着产业方向。2017 年,麒麟 970 在业内首次采用独立 NPU 神经网络处理单元,开创端侧人工智能的行业先河。2018 年,麒麟 980 搭载双核 NPU 实现领先的 AI 算力,带来 AI 人像留色、卡路里识别等一系列创新 AI 体验。2019 年,全新高端系列麒麟 810 更是首次采用华为自研达芬奇架构 NPU,打破端侧 AI 性能纪录。

在 AI+5G 的全新赛道,麒麟 990 5G 将再度引领 AI 潮流。麒麟 990 5G 是首款采用华为自研达芬奇架构 NPU 的旗舰级芯片,创新设计 NPU 双大核+NPU 微核计算架构,NPU 大核展现卓越性能与能效,微核 NPU 实现超低功耗。达芬奇架构是华为在 2018 年推出的全新自研 AI 计算架构,基于其灵活可裁剪的特性,华为面向全场景推出昇腾(Ascend)系列芯片,可用于小到几十毫瓦,大到几百瓦的训练场景,横跨全场景提供最优算力,而此次麒麟 990 5G 搭载的正是面向智能手机场景的 Ascend Lite 和 Ascend Tiny。

在双大核 NPU(Ascend Lite*2)加持下,麒麟 990 5G 实现业界最强 AI 算力,与业界其他旗舰 AI 芯片相比,性能优势高达 6 倍,能效优势高达 8 倍,持续刷新端侧 AI 的算力高点。无论是在业界典型的中载神经网络模型 ResNet50(用于检测、分割和识别),还是在移动端更流行的轻载神经网络模型 MobilenetV1(用于分类、检测、嵌入和分割)下,麒麟 990 5G 的 FP16 和 int8 性能和能效均达到业界最佳水平。业界首发 NPU 微核(Ascend Tiny)赋能超低功耗应用,在人脸识别的应用场景下,NPU 微核比大核能效最高可提升 24 倍,让 AI 运算更省电。

基于麒麟 990 5G 的 AI 强劲算力,过去很多受限于功耗和算力的应用都将成为可能。麒麟 990 5G 使能 AI 多人实时换背景,通过先进的 AI 多实例分割技术,能够将视频画面中的每一个人物主体单独识别出来,实现多人物视频拍摄替换背景,甚至可以选择画面中需要保留的人物,让视频应用充满更多想象。AI 视频超分能够基于麒麟 990 5G 的 AI 智慧,还原老旧设备拍摄的视频画质,画面瞬间达到高清质感。未来,麒麟 990 5G 强大的 AI 算力和丰富的开放能力,将进一步赋能 AI 应用,结合 5G 高速率、低时延、广联接的特征,探索更多智慧应用。

顶级性能和能效打造业界标杆,助力 5G 时代体验加速

5G 时代到来,用户除了追求更快的移动通信体验,还对手机的日常体验及运行速度提出更高要求。麒麟 990 5G 在性能和能效方面实现跨越式升级,结合 7nm+ EUV 工艺带来的能效提升,实现 5G 时代更快更流畅的使用体验。

CPU 方面,麒麟 990 5G 采用 2 个大核(基于 Cortex-A76 开发)+2 个中核(基于 Cortex-A76 开发)+4 个小核(Cortex-A55)的三档能效架构,最高主频可达 2.86GHz,与业界主流旗舰芯片相比,单核性能高 10%,多核性能高 9%。能效方面针对不同大小的核精细调校,大核能效优 12%,中核能效优 35%,小核能效优 15%,带来更快的手机应用打开速度,日常使用体验更加流畅。

GPU 方面,麒麟芯片始终追求更好的用户体验。针对 GPU 在运行重载游戏、播放高清视频等高负载场景下容易出现的发热、掉帧、卡顿等问题,麒麟 990 5G 搭载 16 核 Mali-G76 GPU,与业界主流旗舰芯片相比,图形处理性能高 6%,能效优 20%,实现业界领先的性能与能效。全新系统级 Smart Cache 分流,支持智能分配 DDR 数据,在重载游戏等大带宽场景下带宽较上一代最高可节省 15%,功耗可降低 12%,进一步提升 GPU 能效。

针对游戏场景,麒麟 990 5G 推出 Kirin Gaming+ 2.0,基于性能、能效强大的 CPU、GPU 与 DDR 芯片,Kirin Gaming+ 2.0 推出高性能、高能效、高画质游戏解决方案,实现业界顶级游戏体验。Kirin Gaming+ 2.0 的核心技术是全新升级的 AI 调频调度技术,在 CPU、DDR 系统调频调度中全新引入 GPU 融合调度,并加入游戏关联线程优化技术,动态感知性能瓶颈。不仅如此,Kirin Gaming+通过对 100 万帧以上的游戏画面大数据进行学习,建立了精准的 Kirin Gaming+游戏性能功耗模型,将性能功耗调度细化到游戏每一帧画面中,游戏帧率稳定 60 帧,每帧负载调频准确性提升 30%。同时,麒麟 990 5G 支持 HDR 10 特效,游戏画质更高清,游戏体验更加真实沉浸。


全新升级 ISP 5.0,用「芯」记录美好生活

如今,视频已经成为一种全新的生活记录方式,随手拍摄并剪辑短视频、Vlog 分享自己的生活是每个社交达人的必备技能,用户也越来越关心手机视频的拍摄效果,追求和手机修图一样简单又智能的视频处理能力。麒麟 990 5G 采用全新 ISP 5.0,吞吐率提升 15%,能效提升 15%,全面优化视频处理能力。

在夜晚、光线较弱的暗光环境下,视频拍摄出现的噪点非常影响成像质量。从噪声类型来说,视频拍摄中出现的主要是时域噪声和空域噪声。其中,时域噪声是前后帧画面播放随时间变化产生的噪声,空域降噪是每一帧视频画面原本存在的固有噪声。业界在视频降噪方面大多采用单一的时域降噪,主要消除时间维度带来的噪声。此次,麒麟 990 5G 全球首发双域联合视频降噪技术,针对视频中的高频、中频、低频噪声混合的场景,增加频域降噪过程,重点针对噪声进行精准分离处理,视频降噪能力提升 20%,暗光环境下拍摄的视频更加清晰。首次在手机芯片上实现基于 AI 分割的实时视频后处理渲染技术,对每一帧视频画面色彩精心调色,让手机视频也能拥有电影调色质感。

同时,手机在暗光场景下的拍照能力也始终是用户关注的焦点。麒麟 990 5G 首次在手机芯片上实现 BM3D(Block-Matching and 3D filtering)单反级硬件降噪技术,首次将单反级的图像处理能力应用在手机上,照片降噪能力提升 30%,暗光场景噪点更少,让手机大片越夜越美丽。

基于 ISP 的能力升级,麒麟 990 5G 支持全新炫酷 Face AR。通过从摄像头捕获的人脸图像数据和基于 NPU 运行的神经网络算法,Face AR 能够对人脸进行建模、实时跟踪、表情捕获,并且可以进一步分析出人脸信息背后的诸如心率、呼吸率等健康数据,提供围绕人脸的丰富的 AR 增强现实体验,探索 AR 应用的更多可能。

HiAI 2.0 持续赋能 AI 应用开发,探索 AI+5G 无限可能

随着 AI+5G 时代的到来,轻量化、免安装、跨平台和更多的交互体验将成为未来应用的发展趋势,这也要求手机芯片具备 5G 芯端云一体化的 AI 能力,以及大数据、平台化等更多创新技术集群。基于华为推出的全新达芬奇架构 NPU 和 HiAI Foundation 芯片能力开放,麒麟平台将持续为开发者提供更强大的端侧算力,充分激发端侧 AI 的运算潜能。此次,麒麟 990 5G 也将为 HiAI 2.0 开放平台注入新的能量,助力开放能力进一步升级——支持 300+算子,业界最多;提供完备的 IDE 工具,Android Studio 插件,支持代码自动生成,提高开发效率;提供达芬奇架构 IR 开放,支持业界主流框架对接,实现更加完备的兼容性,让算法开发者保持原有的开发习惯,在 HiAI 平台上自动获取加速能力,为开发者提供更强大的工具链,探索 AI+5G 应用的无限可能。

作为 5G 和 AI 时代的引领者,华为将充分发挥麒麟平台的创新技术优势,面向开发者全面开放芯片能力,让更多开发者加入到全场景、智慧化的新应用的开发队列中来,共同促进应用产业的繁荣发展。

此外,与麒麟 990 5G 一起亮相的麒麟 990,同样在性能、能效、AI 及拍照方面实现重磅升级,为现阶段更广泛的 4G 手机用户提供更卓越的使用体验。

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