新浪數碼 蘇航

10月30日,華爲正式在國內發佈新一代Mate旗艦手機Mate40系列。與往年一樣,Mate40 Pro和Mate40 Pro+搭載了海思最新旗艦SoC麒麟9000;與往年不同,新一代麒麟芯片來得要晚一些,這其中有疫情的影響,也有衆所周知的原因。

無論如何,華爲Mate40系列手機順利發佈,而麒麟9000也如歷代麒麟旗艦SoC一樣,成爲新機的最大看點之一。只是芯片能力的提升,往往是消費者不容易感知的。事實上除了流暢不卡頓,遊戲更暢快,一款芯片的能力還決定了智能手機的網絡、攝影等多方面的綜合表現。

國內發佈會前,新浪數碼參加了一場關於麒麟9000芯片的溝通會,通過華爲芯片和硬件戰略Fellow艾偉的講解,對麒麟9000這款芯片有了一個更深的理解。下面我們就談談這顆芯片究竟提升在哪?

一、麒麟9000將華爲5G發揮到極致

爲什麼叫麒麟9000?這個問題華爲沒有給出一個明確答案,但毫無疑問,它是目前最強大的麒麟芯片,也是全球首款5納米制程工藝的5G SoC。這其中包含兩個信息,第一,5納米制程工藝是目前最先進的技術,只有蘋果A14和麒麟9000採用了這一工藝。

第二就是5G,和麒麟990 5G一樣,麒麟9000將5G基帶和芯片集成在了一起,而不是額外掛載基帶的模式。集成的好處在於可以節省主板空間,給寸土寸金的手機空間騰出位置。

雖然麒麟9000集成的依然是麒麟990 5G的那顆巴龍5000基帶,但是華爲在5G方面做了升級。如今的麒麟9000支持5G SA雙載波聚合技術,在Sub-6GHz的5G網絡下行速率達到4.6Gbps,上行速率爲2.5Gbps。這一數字是驍龍865+ 5G和採用驍龍X55基帶的蘋果A14仿生芯片的2倍,與同樣採用雙載波聚合技術的聯發科技天璣1000+幾乎一致。

當然,這只是實驗室中的數據。實際生活中,華爲手機的優勢體現在5G連接的穩定性上,速率方面由於有運營商的運作,各類5G手機幾乎都是一個水準。但不管怎麼說,在5G技術方面,麒麟9000保持着一個領先的水準。

而得益於5納米制程工藝,麒麟9000擁有153億個晶體管,蘋果A14仿生芯片則有118億個晶體管。其實,晶體管的數量並不完全代表芯片的能力,最還要看這幾百億的的晶體管能帶來什麼。5G網絡只是其中一個方面,接下來我們說說性能。

二、GPU性能拉滿 NPU玩轉視頻處理

麒麟9000的CPU採用了三叢架構,其中包括1個A77超大核,頻率達到3.13Ghz;3個A77大核,頻率爲2.54GHz;以及4個A55小核。這一套看起來頗爲複雜的組合,讓麒麟9000的性能提升10%,能效提升25%。

更大的提升在於GPU,麒麟990 5G的GPU爲16核Mali-G76,而麒麟9000的GPU則採用了24核Mali-G78,性能直接提升52%,能效提升50%。更強大GPU意味着在遊戲方面有更大優勢。這一點在我們測試Mate40 Pro遊戲性能時有所體現,在《原神》遊戲的複雜場景中,Mate40 Pro有相對穩定的幀率。

華爲也分享了一些遊戲數據,這些數據顯示,搭載麒麟9000的手機在同樣畫質高開的遊戲中,能保證更高的幀率和更低的功耗。

另一方面,麒麟9000 NPU也有大幅改進,達芬奇架構升級到2.0,算力翻倍。在蘇黎世聯邦理工學院的AI Benchmark榜單中,華爲神經網絡的算力排在第一位。

在芯片的AI方面,華爲算是一個開拓者。2017年麒麟970率先引入NPU的概念,而後麒麟980又引入雙核NPU,麒麟990則是第一代達芬奇架構。在這一代代升級過程中,其它芯片廠商也開始注重神經網絡運算,不管是驍龍的DSP概念,還是天璣的APU,都着力在神經網絡上。

更強的NPU意味什麼呢?最直接的表現是圖片處理速度。過去麒麟970處理2000張照片需要60秒,而麒麟9000只需要1秒。速度上的提升直接導致應用場景的變化。如果說過去它的算力只能處理靜態圖片,那麼現在它可以處理動態的視頻了。

因爲處理速度變快,過去處理2000張照片的時間,能處理更多畫面,而這些畫面連貫在一起就是一段視頻。如果算力不夠,處理視頻時就不能達到實時的效果,進而出現掉幀的情況。

華爲舉了一個讓視頻實時卡通化的功能,通過NPU的能力,實時提取畫面的輪廓,優化細節紋理,讓一段視頻卡通化。不過這個功能目前還有商用,卻代表了麒麟9000所擁有的實力。

另一個例子是AI視頻實時超分,利用算法提升低分辨率視頻的畫質,官方數據顯示它能讓標清接近超清畫質,高清接近藍光畫質。目前這功能需要第三方視頻App的適配,華爲只是提供了這樣的芯片能力。

此外,藉助達芬奇微核架構2.0,Mate40 Pro還能實現一些有趣的功能,例如當用戶眼睛對着手機時,手機會自動識別,開啓息屏顯示。這需要手機芯片隨時待命,而達芬奇微核架構2.0的好處就在這體現出來,全天候待機耗電只有3mA。

三、ISP+NPU從照片轉向實時視頻

智能手機芯片能力的提升,對手機拍攝體驗也有很大改善。應該說這是智能手機的特色,手機攝影不僅依靠的是攝像頭、傳感器這樣的硬件,還依賴於算法,而芯片的計算能力也決定了算法優化的體驗。

過去華爲已經將NPU的AI算法和ISP結合,共同處理照片拍攝,如今這一能力帶到了視頻方面。即便是融入AI算法,再加上ISP對畫面顏色、亮度還原,也能保證實時出片,同時提升暗光視頻的細節。在逆光場景拍攝視頻,這套組合拳也能做到實時HDR視頻合成。

ISP+NPU融合架構

麒麟9000在影像能力上的提升主要體現在視頻。其實前幾代麒麟旗艦芯片已經開始向視頻方向轉變,如今麒麟9000則將視頻優化進一步加強,至於能做出哪些應用還要看開發者們。

四、華爲暢想的虛擬世界未來

在華爲的構想中,芯片還有一個重要使命——“理解”這個世界。怎麼理解呢?通過達芬奇爲何架構2.0感知世界,比如上面提到的識別用戶是否在盯着手機;再通過ISP和攝像頭看到世界;再通過AI算法和ISP看清世界,最後通過AI+AR的方式看懂世界。

聽上去有些玄學。華爲構建了一個實時環境感知平臺,簡單說就是AR能力。目前這個平臺藉助ToF傳感器,能夠測量人的身高,物體的現狀,即便是不規則物體也能估算出它的最小體積。相當於華爲芯片提供了一個AR平臺,並開放給開發者。

華爲希望在未來智能手機成爲實時環境感知的終端,再借助5G將獲得數據交給雲端,完成海量信息處理,把虛擬世界和真實世界結合在一起。這個過程也許需要兩年甚至更久,而麒麟芯片將起到至關重要的作用。

寫在最後:

在溝通會最後,華爲播放了一段芯片歷程的影片。從最初的K3V1到麒麟910,再到如今的麒麟9000,華爲每一顆芯片都有自己的特點,並且逐漸從追趕做到了隱隱超越對手。在這個過程中,麒麟芯片慢慢成爲了華爲手機的特色。

儘管餘承東說,今年可能是最後一代華爲麒麟高端芯片,但從麒麟9000這顆芯片上,我們還是看到了華爲對未來智能手機的規劃和預演。如果未來再沒有麒麟芯片,我想這對於智能手機芯片行業和廣大消費者來說,都將是個很大的遺憾。

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