Contente
- HiSilicon Kirin 990 especificações
- Primeiro SoC móvel 5G integrado da Huawei
- Um design familiar do núcleo da CPU
- Desempenho da GPU e NPU da Kirin 990
- Alimentando as melhores fotos da categoria
-
- Por que não Cortex-A77 ou Mali-G77?
- O que esperar dos telefones Kirin 990
Na IFA 2019, o HiSilicon da Huawei apresentou seu mais recente processador de aplicativos móveis - o Kirin 990. Este chipset, sem dúvida, alimentará a próxima série Huawei Mate 30, bem como o sucessor do próximo ano do Huawei P30 Pro.
Após o Kirin 980 do ano passado, o 990 promete atualizações no desempenho da IA e nos recursos de rede. Também existem melhorias familiares no desempenho, embora talvez não exatamente da maneira que alguns esperavam. Outros recursos dignos de nota incluem uma solução interna de aprendizado de máquina, o primeiro modem 5G integrado da empresa e recursos aprimorados de processamento de imagem.
O Kirin 990 se compara muito favoravelmente aos chipsets que estão atualmente no mercado. No entanto, a Huawei é sempre a primeira a sair com seus processadores de última geração. Teremos que aguardar o novo anúncio do Snapdragon da Qualcomm no final do ano e o Exynos da próxima geração da Samsung antes de tirar conclusões sobre como os principais smartphones do próximo ano se comparam.
HiSilicon Kirin 990 especificações
Primeiro SoC móvel 5G integrado da Huawei
A Samsung tentou roubar o trovão da Huawei com o anúncio Exynos 980 integrado a 5G, mas o Kirin 990 é o primeiro SoC móvel de nível superior a ter um modem 5G integrado. Também é compatível com vários modos 4G / 5G, o que significa que o Kirin 990 suporta redes 4G e 5G em um único pacote e pode transferir dados sobre ambos simultaneamente para garantir uma conexão sólida.
Existem duas vantagens principais para modems integrados em relação às implementações atuais de dois chips. O primeiro é sobre o tamanho da área de PCB e silício, como a Huawei destacou durante uma apresentação. O Kirin 990 ocupa 36% menos espaço que um Exynos 9825 e 5100 Modem ou um Snapdragon 855 e X50. A segunda vantagem é que essa solução menor e integrada consome menos energia, o que significa maior duração da bateria. O modem 5G agora também está fortemente associado a um agendador mais eficiente e não requer um segundo bloco de DRAM, economizando em custo e consumo de energia.
Não há suporte para faixas de frequência mmWave no Kirin 990, que é uma omissão flagrante. Embora isso possa não ser um problema, o chipset não chegará aos EUA com mmWave. A Huawei afirma que o Japão é o único outro mercado com ampla adoção do mmWave e, mesmo assim, eles o veem como um recurso opcional e não obrigatório em seu estado atual. A Huawei ainda possui seu modem Balong 5000, caso deseje lançar um telefone compatível com mmWave, mas a sub-6GHz tem a Huawei coberta na China e na Europa no futuro imediato. Em termos de velocidade, os downloads de 5G atingem um pico de 2,3 Gbps e os uploads podem atingir 1,25 Gbps.
Curiosamente, a Huawei está oferecendo variantes 4G e 5G do Kirin 990. O modelo 4G oferece velocidades de download de 1,6 Gbps, com agregação de operadora de 5 canais e MIMO 4 × 4. Essa é uma estratégia flexível projetada para manter os custos baixos em mercados que não verão o 5G por mais alguns anos.
Um design familiar do núcleo da CPU
Com os projetos principais da CPU Arm continuando a impulsionar o desempenho para a classe dos laptops, os designers de chips de smartphones são cada vez mais engenhosos no design de clusters DynamIQ com vários núcleos. Assim como o Kirin 980, o Kirin 990 oferece três domínios distintos de clock e potência de tensão da CPU, que chamaremos de grandes, médios e pequenos agrupamentos. De fato, o design parece muito semelhante.
O grande cluster abriga duas CPUs Arm Cortex-A76 em vez da mais recente Arm Cortex-A77. A velocidade do relógio atinge um pico de 2,86 GHz, acima dos 2,6 GHz, que a Huawei alega levar a uma vitória de aproximadamente 10% sobre o Snapdragon 855 da Qualcomm. No meio, vemos mais dois núcleos Arm Cortex-A76 com uma velocidade de clock máxima de 2,36 GHz . Este é um aumento notável no relógio de 1,9 GHz do ano passado e, sem dúvida, a maior mudança na configuração da CPU. A Huawei observa que aumentar o desempenho dos núcleos intermediários melhora a experiência do usuário em muitos tipos de aplicativos usados com frequência. A empresa ainda está reivindicando também a eficiência de energia líder da classe.
O núcleo central da CPU é muito importante para usos diários
Dr. Benjamin Wang - Huawei
Por fim, o pequeno cluster compreende quatro núcleos familiares de Cortex-A55 de baixa potência. Esses núcleos são usados em CPUs móveis de todos os fabricantes para lidar com tarefas em segundo plano e de baixo consumo de energia com máxima eficiência energética. A escolha de uma velocidade de clock de 1,95 GHz significa que esses núcleos podem lidar com tarefas mais exigentes, mas a maioria deles será deslocada para o cluster intermediário para uma conclusão mais rápida. Em termos de cache, a configuração é idêntica à do Kirin 980 em todos os núcleos.
O Kirin 990 mantém o design do cluster 2 + 2 + 4 introduzido com o Kirin 980. O desempenho de ponta foi estendido graças a um aumento na velocidade do relógio resultante de otimizações e familiaridade da Huawei com o Cortex-A76. Enquanto isso, a eficiência de energia é mantida pelo uso de clusters médios e pequenos altamente otimizados. No entanto, o aumento do relógio empurra as CPUs para o limite, portanto, estaremos atentos a quaisquer efeitos indiretos no consumo de energia.
É um pouco decepcionante não ver os mais recentes núcleos Arm Cortex em exibição no Kirin 990. A empresa parece feliz com o desempenho da CPU como está, algo com o qual não discordo. Em vez disso, a Huawei optou por se concentrar em outras prioridades. Além da inclusão do 5G, o Kirin 990 faz grandes mudanças em sua configuração de GPU e NPU.
A Huawei aparece contente com seu design de CPU, concentrando-se em maiores melhorias de desempenho em outros lugares
Desempenho da GPU e NPU da Kirin 990
Assim como o CPU do Kirin 990, o design da GPU apresenta os mesmos núcleos Arm Mali-G76 do ano passado. Não há sinal do último Mali-G77 aqui. No entanto, desta vez, a Huawei dedicou significativamente mais área de silício ao desempenho gráfico, apresentando 16 núcleos Mali-G76 no interior.
Isso ultrapassa os 10 núcleos usados em seu produto da geração anterior, bem como os 12 núcleos Mali-G76 no Exynos 9820 da Samsung. A Huawei também afirma que o Kirin 990 supera a GPU Adreno 640 do Snapdragon 855 em 6% em testes de desempenho e 20% em eficiência energética. Os ganhos de eficiência vêm do uso de um grande número de núcleos de GPU, mas com um clock menor. A GPU Kirin 990 funciona com apenas 600 MHz em comparação com 720 MHz na Kirin 980.
A inclusão de mais núcleos permite que a Huawei reduza o clock da GPU para 600 MHz para melhorar a eficiência de energia
A implementação da GPU Mali-G76 MP16 é um grande investimento na área de silício gráfico. O SoC aumenta isso com um novo “cache inteligente” de memória ou cache do sistema, como a Qualcomm o chama no Snapdragon 855. Esse cache foi projetado para descarregar a largura de banda da memória ao executar aplicativos exigentes, como jogos, e é compartilhado entre a CPU, a GPU e NPU. A Huawei afirma que isso pode reduzir os requisitos de largura de banda de DDR em 15% e melhorar o consumo de energia em 12%.
Finalmente, o Kirin 990 possui uma versão aprimorada do agendador baseado em IA do Kirin 980. Esse software equilibra o consumo de energia e o desempenho na CPU, GPU e DRAM, olhando para o próximo quadro para prever o equilíbrio de recursos necessário para obter o máximo de eficiência e desempenho de energia. A tecnologia funciona em todos os jogos, portanto, não há otimização por aplicativo. Curiosamente, o agendador não apenas dimensiona a velocidade do relógio, mas também gerencia dinamicamente as tensões principais para otimizar o gerenciamento de energia.
O Kirin 990 é uma grande vitória para os jogadores móveis da Huawei e Honor.
O Kirin 990 é o primeiro SoC de nível mais alto da Huawei a apresentar sua arquitetura interna de DaVinci NPU. Esse design apareceu originalmente no Kirin 810 de nível intermediário no início deste ano.
O 990 possui um pequeno NPU para aplicativos sempre ativos e um grande NPU para cargas de trabalho mais exigentes. De fato, a variante 5G do Kirin 990 possui dois grandes núcleos NPU para ainda mais poder de processamento. O objetivo do jogo é o melhor equilíbrio entre eficiência de energia, com o pequeno NPU oferecendo uma melhoria de eficiência de energia até 24x para cargas de trabalho como reconhecimento facial de desbloqueio de tela.
Os grandes e pequenos núcleos de NPU são baseados na mesma arquitetura, que escala de dispositivos de ultra baixa potência até servidores em nuvem. A arquitetura consiste em três unidades de processamento para operações escalares, vetoriais e cubos. O processador de cubo foi projetado especificamente para operações de adição múltipla combinada (FMA) e operações de acumulação múltipla (MAC). O NPU suporta números de ponto flutuante de 16 e 8 bits.
O Kirin 990 não é tímido no desempenho de aprendizado de máquina. De fato, a Huawei afirma que é o NPU mais poderoso no espaço móvel, pelo menos ao executar o benchmark ETH AI. O design DaVinci oferece uma melhoria de desempenho de 1,88x em relação à NPU dupla dentro do Kirin 980.
Alimentando as melhores fotos da categoria
Os principais telefones da Huawei ganharam uma sólida reputação com base em excelentes recursos para fotos. Parte disso se deve ao processador de sinal de imagem (ISP) da Huawei, que entra em sua quinta geração com o Kirin 990.
O mais recente ISP da Huawei aumenta a taxa de transferência em 15% e reduz a mesma no consumo de energia. Mas o recurso mais atraente dessa atualização são os recursos de redução de ruído substancialmente aprimorados, uma redução de 30% para imagens e 20% para vídeo. Isso leva ainda mais a fotografia com pouca luz da Huawei ao topo do mercado.
Este é o primeiro SoC móvel com a tecnologia de redução de ruído BM3D da classe DSLR.
A chave para essas melhorias vem da introdução do suporte à redução de ruído de correspondência de bloco e filtragem 3D (BM3D) no hardware - o primeiro para smartphones. Essa técnica é normalmente associada a câmeras DSLR e é um poderoso algoritmo de denoise que pode ser executado quase em tempo real. O Kirin 990 acelera o BM3D executando o algoritmo no ISP com hardware dedicado. No software, o mesmo algoritmo simplesmente rodaria muito devagar e consumiria muita energia.
A Kirin 990 suporta câmeras de até 64 megapixels. A empresa não parece muito preocupada com a perspectiva de telefones com câmera de 108MP que devem chegar ao mercado em breve. Para os fãs de vídeo, o Kirin 990 agora suporta codificação e decodificação 4K 60fps. O chip também implementa tecnologias aprimoradas de redução de ruído temporal, espacial e baseada em frequência.
Por que não Cortex-A77 ou Mali-G77?
A grande questão que paira sobre o Kirin 990 é por que ele não usa a mais recente CPU Cortex-A77 da Arm ou a GPU Mali-G77? Uma questão potente quando a Samsung e a MediaTek possuem produtos de baixo custo que utilizam esses componentes.
Quando perguntado, a Huawei descreveu dois motivos principais: metas de eficiência de energia e desempenho abaixo do ideal em 7nm.
Em declarações ao Dr. Benjamin Wang da Huawei, ele observou que os engenheiros avaliaram o Cortex-A77 e o Mali-G77 em relação à sua seleção existente e descobriram que, pelo mesmo desempenho, esses dois processadores consomem mais energia. Os núcleos Mali-G77 e Cortex-A77 também são um pouco maiores que o G76 e A76, respectivamente. Quando se tratava da GPU, a Huawei queria mais núcleos para diminuir a voltagem do relógio e melhorar a eficiência, o que, segundo ela, fornece melhores resultados do que mudar para o G77. Em vez disso, a Huawei vê 5nm como um nó muito mais adequado para esses chips de última geração. Teremos que esperar o próximo passo antes que a Huawei adote esses núcleos.
Se você deseja utilizar totalmente o A77, achamos que o processo de 5 nm é uma obrigação
Dr. Benjamin Wang - HuaweiAlém do acima, o Dr. Wang observou que os engenheiros da Huawei se familiarizaram muito com o design dos seus A76 e G76 nos últimos anos. Em vez de trabalhar do zero em um novo design, a Huawei conseguiu reduzir o desempenho extra e otimizar partes do Kirin 990 para obter maior desempenho. Ele comparou o Cortex-A77 de 2,2 GHz da Samsung no Exynos 980 com o A-76 do Kirin 990 a 2,86 GHz e reivindicou uma vitória de desempenho de 10% para o Kirin. Isso parece promissor, mas ainda tenho questões remanescentes sobre desempenho sustentável e consumo de energia com esses relógios muito altos.
A Huawei sugere que você nem sempre precise ir às peças mais recentes para atingir seus objetivos de projeto, e a empresa está convencida de que o Cortex-A76 e o Mali-G76 são os melhores componentes para eficiência de energia e desempenho adequado do usuário ao fabricar a 7 nm . Será interessante ver se os rivais da Huawei discordam quando lançam seus próprios produtos. Também não podemos descartar que a disputa comercial em curso entre a China e os EUA também tenha contribuído para os acordos de licenciamento da Huawei.
O que esperar dos telefones Kirin 990
A Huawei tem sido cada vez mais ambiciosa com a gama Kirin e o 990 verifica outro lote de novidades importantes para a indústria de chipsets móveis.
Como o primeiro SoC 5G integrado e emblemático, a Huawei estabeleceu o tom para o envio de dispositivos no final de 2019 e 2020. O 5G agora é o padrão no segmento high-end, enfim no que diz respeito ao suporte sub-6GHz. O Kirin 990 também continua a impulsionar a imagem móvel e o aprendizado de máquina / IA, e esses são os principais recursos que mantêm seus aparelhos no topo do campo.
No lado da CPU e da GPU, o chipset atinge todas as notas certas, mesmo que não tenha peças novas sofisticadas para serem divulgadas. Em termos de CPU, um aumento modesto no desempenho certamente fornecerá toda a energia necessária para as tarefas do dia-a-dia. Para os jogadores, o design de GPU maior e mais eficiente da Huawei preenche a lacuna de seus rivais. Pelo menos por enquanto.
A tão esperada série Huawei Mate 30 será quase certamente a primeira a ostentar o Kirin 990. Mal posso esperar para colocar o último chip da Huawei no seu ritmo.
