Contenido
- Especificaciones de HiSilicon Kirin 990
- El primer SoC móvil 5G integrado de Huawei
- Un diseño familiar del núcleo de la CPU
- Kirin 990 GPU y NPU aumentan el rendimiento
- Impulsando la mejor fotografía de su clase
-
- ¿Por qué no Cortex-A77 o Mali-G77?
- Que esperar de los teléfonos Kirin 990
En IFA 2019, HiSilicon de Huawei presentó su último procesador de aplicaciones móviles: el Kirin 990. Este chipset sin duda impulsará la próxima serie Huawei Mate 30, así como el sucesor del próximo año del Huawei P30 Pro.
Después del Kirin 980 del año pasado, el 990 promete actualizaciones para el rendimiento de la inteligencia artificial y las capacidades de red. También hay aumentos de rendimiento familiares, aunque quizás no del modo que algunos esperaban. Otras características notables incluyen una solución interna de aprendizaje automático, el primer módem integrado 5G de la compañía y capacidades mejoradas de procesamiento de imágenes.
El Kirin 990 se compara muy favorablemente con los chipsets que están actualmente en el mercado. Sin embargo, Huawei siempre es el primero en salir con sus procesadores de última generación. Tendremos que esperar el nuevo anuncio Snapdragon de Qualcomm hacia fines de año y el Exynos de próxima generación de Samsung antes de sacar conclusiones sobre cómo se comparan los teléfonos inteligentes emblemáticos del próximo año.
Especificaciones de HiSilicon Kirin 990
El primer SoC móvil 5G integrado de Huawei
Samsung intentó robar el trueno de Huawei con su anuncio Exynos 980 integrado en 5G, pero el Kirin 990 es el primer SoC móvil de nivel insignia que cuenta con un módem 5G integrado. También es compatible con el modo múltiple 4G / 5G, lo que significa que el Kirin 990 admite redes 4G y 5G en un solo paquete y puede transferir datos a través de ambos simultáneamente para garantizar una conexión sólida.
Existen dos ventajas principales para los módems integrados sobre las implementaciones actuales de dos chips. El primero es para el tamaño del área de PCB y silicio, como Huawei quería señalar durante una presentación. El Kirin 990 ocupa un 36% menos de espacio que un módem Exynos 9825 y 5100 o un combo Snapdragon 855 y X50. La segunda ventaja es que esta solución integrada más pequeña consume menos energía, lo que significa una mayor duración de la batería. El módem 5G ahora también está estrechamente acoplado con un programador más eficiente y no requiere un segundo bloque de DRAM, lo que ahorra costos y consumo de energía.
No hay soporte para las bandas de frecuencia mmWave en el Kirin 990, lo cual es una omisión evidente. Aunque esto podría no ser un problema, ya que el chipset no llegará a los Estados Unidos de mmWave-heavy de todos modos. Huawei afirma que Japón es el único otro mercado con amplia adopción de mmWave, e incluso entonces, lo ven como una característica opcional en lugar de obligatoria en su estado actual. Huawei todavía tiene su módem Balong 5000, en caso de que quiera lanzar un teléfono con capacidad mmWave, pero sub-6GHz tiene Huawei cubierto en China y Europa en el futuro inmediato. En términos de velocidad, las descargas de 5G alcanzan un máximo de 2.3 Gbps y las cargas pueden alcanzar 1.25 Gbps.
Curiosamente, Huawei ofrece variantes 4G y 5G del Kirin 990. El modelo 4G ofrece velocidades de descarga de 1.6 Gbps, con agregación de portadora de 5 canales y MIMO 4 × 4. Esta es una estrategia flexible diseñada para mantener bajos los costos en mercados que no verán 5G por algunos años más.
Un diseño familiar del núcleo de la CPU
Con los diseños de núcleo de CPU de Arm que continúan impulsando el rendimiento en la clase de laptop, los diseñadores de chips de teléfonos inteligentes son cada vez más ingeniosos en su diseño de clústeres DynamIQ de múltiples núcleos. Al igual que el Kirin 980, el Kirin 990 ofrece tres dominios de potencia de voltaje y reloj de CPU distintos, que llamaremos grupos grandes, medianos y pequeños. De hecho, el diseño parece muy similar.
El gran clúster alberga dos CPU Arm Cortex-A76 en lugar del último Arm Cortex-A77. La velocidad del reloj alcanza un máximo de 2.86 GHz, en comparación con 2.6 GHz, lo que Huawei afirma conduce a una victoria de rendimiento de aproximadamente el 10% sobre Snapdragon 855 de Qualcomm. En el medio, vemos dos núcleos Arm Cortex-A76 más con una velocidad de reloj máxima de 2.36 GHz . Este es un impulso notable para el reloj de 1.9 GHz del año pasado y posiblemente el mayor cambio en la configuración de la CPU. Huawei señala que aumentar el rendimiento de los núcleos medios mejora la experiencia del usuario en muchos tipos de aplicaciones de uso común. La compañía todavía reclama una eficiencia energética líder en su clase también.
El núcleo medio de la CPU es muy importante para los usos cotidianos.
Dr. Benjamin Wang - Huawei
Finalmente, el pequeño grupo comprende cuatro núcleos Cortex-A55 familiares de baja potencia. Estos núcleos se utilizan en las CPU móviles de todos los fabricantes para manejar tareas en segundo plano y de baja potencia con la máxima eficiencia energética. La elección de una velocidad de reloj de 1.95 GHz significa que estos núcleos pueden manejar algunas tareas más exigentes, pero la mayoría de estos se trasladarán al clúster del medio para una finalización más rápida. En cuanto a la memoria caché, la configuración es idéntica a la Kirin 980 en todos los núcleos.
El Kirin 990 mantiene el diseño de clúster 2 + 2 + 4 introducido con el Kirin 980. El rendimiento de gama alta se ha ampliado gracias al aumento de la velocidad del reloj que surgió de las optimizaciones y la familiaridad de Huawei con el Cortex-A76. Mientras tanto, la eficiencia energética se conserva mediante el uso de clústeres medios y pequeños altamente optimizados. Sin embargo, los aumentos del reloj empujan a las CPU hacia su límite, por lo que estaremos atentos a cualquier efecto negativo en el consumo de energía.
Es un poco decepcionante no ver los últimos núcleos de Arm Cortex en exhibición en el Kirin 990. La compañía parece contenta con el rendimiento de la CPU tal como está, algo con lo que no estoy en desacuerdo. En cambio, Huawei ha optado por centrarse en otras prioridades. Además de la inclusión de 5G, el Kirin 990 realiza algunos cambios importantes en su configuración de GPU y NPU.
Huawei parece contento con su diseño de CPU, en lugar de enfocarse en mayores aumentos de rendimiento en otros lugares
Kirin 990 GPU y NPU aumentan el rendimiento
Al igual que con la CPU del Kirin 990, el diseño de la GPU presenta los mismos núcleos Arm Mali-G76 que el año pasado. No hay señales de la última Mali-G77 aquí. Sin embargo, Huawei ha dedicado significativamente más área de silicio al rendimiento gráfico esta vez, con 16 núcleos Mali-G76 en su interior.
Esto supera los 10 núcleos utilizados en su producto de generación anterior, así como los 12 núcleos Mali-G76 dentro del Exynos 9820 de Samsung. Huawei también afirma que el Kirin 990 supera a la GPU Adreno 640 del Snapdragon 855 en un 6% en pruebas de rendimiento y en un 20% en eficiencia energética. Las ganancias de eficiencia provienen del uso de una gran cantidad de núcleos de GPU pero con un reloj más bajo. La GPU Kirin 990 registra solo 600 MHz en comparación con 720 MHz en el Kirin 980.
La inclusión de más núcleos permite a Huawei reducir el reloj de la GPU a 600 MHz para mejorar la eficiencia energética
Una implementación de GPU Mali-G76 MP16 es una inversión considerable en el área de silicio de gráficos. El SoC aumenta esto con una nueva memoria "caché inteligente", o caché del sistema como Qualcomm lo llama en el Snapdragon 855. Este caché está diseñado para descargar el ancho de banda de la memoria cuando se ejecutan aplicaciones exigentes, como juegos, y se comparte entre la CPU, la GPU y NPU. Huawei afirma que esto puede reducir los requisitos de ancho de banda DDR en un 15% y mejorar el consumo de energía en un 12%.
Finalmente, el Kirin 990 cuenta con una versión mejorada del programador basado en IA del Kirin 980. Este software equilibra el consumo de energía y el rendimiento en la CPU, GPU y DRAM, mirando hacia el siguiente marco para predecir el equilibrio de recursos requerido para la máxima eficiencia y rendimiento de energía. La tecnología funciona en todos los juegos, por lo que no se realiza una optimización por aplicación. Curiosamente, el planificador no solo escala las velocidades de reloj, sino que también administra dinámicamente los voltajes del núcleo para ajustar la administración de energía.
El Kirin 990 es una gran victoria para los jugadores móviles de Huawei y Honor.
El Kirin 990 es el primer SoC de nivel insignia de Huawei que presenta su arquitectura DaVinci NPU interna. Este diseño apareció originalmente dentro del Kirin 810 de nivel medio a principios de este año.
El 990 cuenta con una NPU pequeña para aplicaciones siempre activas y una NPU grande para cargas de trabajo más exigentes. De hecho, la variante 5G del Kirin 990 cuenta con dos grandes núcleos NPU para aún más potencia de procesamiento. El objetivo del juego es el mejor equilibrio de eficiencia energética, con la pequeña NPU que ofrece una mejora de la eficiencia energética de hasta 24x para cargas de trabajo como el reconocimiento facial de desbloqueo de pantalla.
Los núcleos NPU grandes y pequeños se basan en la misma arquitectura, que escala desde dispositivos de ultra bajo consumo hasta servidores en la nube. La arquitectura consta de tres unidades de procesamiento para operaciones escalares, vectoriales y de cubos. El procesador de cubos está diseñado específicamente para operaciones comunes de fusión múltiple (FMA) y acumulación múltiple (MAC). La NPU admite números de coma flotante de 16 y 8 bits.
El Kirin 990 no es tímido con el rendimiento del aprendizaje automático. De hecho, Huawei afirma que es la NPU más poderosa en el espacio móvil, al menos cuando se ejecuta el punto de referencia ETH AI. El diseño DaVinci ofrece una mejora de rendimiento de 1.88x sobre la NPU dual dentro del Kirin 980.
Impulsando la mejor fotografía de su clase
Los teléfonos insignia de Huawei obtuvieron una sólida reputación basada en excelentes capacidades fotográficas. Parte de esto es gracias al procesador de señal de imagen (ISP) de Huawei, que ingresa a su quinta generación con el Kirin 990.
El último ISP de Huawei aumenta el rendimiento en un 15% mientras hace la misma reducción en el consumo de energía. Pero la característica más atractiva de esta actualización son las capacidades de reducción de ruido sustancialmente mejoradas, un 30% menos para imágenes y un 20% para video. Esto impulsa aún más la fotografía con poca luz de Huawei a la cima del mercado.
Este es el primer SoC móvil con tecnología incorporada de reducción de ruido BM3D de grado DSLR.
La clave de estas mejoras proviene de la introducción de la compatibilidad de reducción de ruido de filtrado de bloques y 3D (BM3D) en el hardware, una novedad para los teléfonos inteligentes. Esta técnica generalmente se asocia con cámaras DSLR y es un poderoso algoritmo de eliminación de ruido que se puede ejecutar casi en tiempo real. El Kirin 990 acelera BM3D al ejecutar el algoritmo en el ISP con hardware dedicado. En software, el mismo algoritmo simplemente correría demasiado lento y consumiría demasiada energía.
El Kirin 990 admite cámaras de hasta 64 megapíxeles. La compañía no parece estar demasiado preocupada por la posibilidad de tener teléfonos con cámara de 108MP que se espera que lleguen al mercado pronto. Para los aficionados a los videos, el Kirin 990 ahora es compatible con la codificación y decodificación 4K 60fps. El chip también implementa tecnologías mejoradas de reducción de ruido temporales, espaciales y basadas en frecuencia.
¿Por qué no Cortex-A77 o Mali-G77?
La gran pregunta que se cierne sobre el Kirin 990 es por qué no usa la última CPU Cortex-A77 de Arm o la GPU Mali-G77 de Arm. Una pregunta potente cuando Samsung y MediaTek tienen productos de gama baja que utilizan estos componentes.
Cuando se le preguntó, Huawei describió dos razones clave: objetivos de eficiencia energética y rendimiento subóptimo en 7 nm.
Hablando con el Dr. Benjamin Wang de Huawei, señaló que los ingenieros evaluaron Cortex-A77 y Mali-G77 contra su selección existente y descubrieron que, para el mismo rendimiento, estos dos procesadores consumen más energía. Los núcleos Mali-G77 y Cortex-A77 también son ligeramente más grandes que los G76 y A76 respectivamente. Cuando se trataba de la GPU, Huawei quería más núcleos para reducir el voltaje del reloj y mejorar la eficiencia, que según afirma proporciona mejores resultados que pasar al G77. En cambio, Huawei ve a 5nm como un nodo mucho más adecuado para estos chips de próxima generación. Tendremos que esperar al siguiente paso para que Huawei adopte estos núcleos.
Si desea utilizar completamente el A77, creemos que el proceso de 5 nm es imprescindible
Dr. Benjamin Wang - HuaweiAdemás de lo anterior, el Dr. Wang señaló que los ingenieros de Huawei se han familiarizado mucho con su diseño A76 y G76 en los últimos años. En lugar de trabajar desde cero en un nuevo diseño, Huawei ha podido obtener un rendimiento adicional y optimizar partes del Kirin 990 para lograr un mayor rendimiento. Comparó el Cortex-A77 de 2.2GHz de Samsung en el Exynos 980 con el A-76 del Kirin 990 a 2.86 GHz y reclamó una victoria de rendimiento del 10% para el Kirin. Eso suena prometedor, pero todavía tengo preguntas persistentes sobre el rendimiento sostenible y el consumo de energía con estos relojes muy altos.
Huawei sugiere que no siempre tiene que ir a las últimas piezas para cumplir con sus objetivos de diseño, y la compañía está convencida de que el Cortex-A76 y Mali-G76 son los mejores componentes para la eficiencia energética y el rendimiento adecuado del usuario cuando se fabrica a 7 nm. . Será interesante ver si los rivales de Huawei no están de acuerdo cuando lanzan sus propios productos estrella. Tampoco podemos descartar que la disputa comercial en curso entre China y los Estados Unidos también haya jugado un papel en los acuerdos de licencia de Huawei.
Que esperar de los teléfonos Kirin 990
Huawei ha sido cada vez más ambicioso con la gama Kirin y el 990 marca otro lote de novedades importantes para la industria de los conjuntos de chips móviles.
Como el primer SoC insignia integrado de 5G, Huawei ha marcado el tono para los dispositivos que se envían a fines de 2019 y 2020. 5G ahora es el estándar en la gama alta, por fin en lo que respecta al soporte por debajo de 6GHz. El Kirin 990 también continúa impulsando la imagen móvil y el aprendizaje automático / IA, y estas son capacidades clave que mantienen sus teléfonos en la parte superior del campo.
En el lado de la CPU y la GPU, el conjunto de chips alcanza todas las notas correctas, incluso si no tiene partes nuevas y elegantes para vender. En cuanto a la CPU, una mejora modesta en el rendimiento seguramente proporcionará toda la potencia que necesitará para las tareas cotidianas. Para los jugadores, el diseño de GPU más grande y eficiente de Huawei cierra la brecha con sus rivales. Por ahora.
La tan esperada serie Huawei Mate 30 seguramente será la primera en lucir el Kirin 990. Yo, por mi parte, no puedo esperar para poner a prueba el último chip de Huawei.
