從麒麟910到麒麟980,細數海思芯片的自研苦旅

時間:2018-09-10

來源:網絡轉載

導語:麒麟的成功離不開背靠華為一定的幸運成分,但更重要的是,在切實困難面前不斷開拓思路、創(chuàng)新進取,才完成了在殘酷的市場競爭和慘烈的國際事件下“逆天改命”的壯舉。

【中國傳動網 企業(yè)動態(tài)】 麒麟的成功離不開背靠華為一定的幸運成分,但更重要的是,在切實困難面前不斷開拓思路、創(chuàng)新進取,才完成了在殘酷的市場競爭和慘烈的國際事件下“逆天改命”的壯舉。

想必您已經被這只驚天神獸刷屏了。幾場發(fā)布會下來,麒麟980的卓越性能逐漸向外界揭曉披露:無論從性能表現還是創(chuàng)新之處,都得到了業(yè)內的超高評價。那么,如此常言說,本文從麒麟980逆向追溯,看看其成功背后都經歷了哪些困阻,麒麟團隊又是如何克服重重困難,實現從優(yōu)秀到卓越的跨越的。

先來總結下麒麟980的超高性能和創(chuàng)新:它是華為海思首個7nm制程手機芯片、首款Cortex-A76BasedCPU、首款雙核NPU、首款Mali-G76GPU、首款1.4GbpsCat.21Modem、首款支持2133MHzLPDDR4X的芯片。根據DeepTech對“麒麟大匠華為Fellow(公司院士)艾偉”的采訪和分析資料顯示:

麒麟980性能最大的變革在于AI部分,使用了雙核心NPU配置,達成更高效的AI處理能力。

在GPU方面,麒麟980也使用了等效于20個Mali-G72的10核心Mali-G76來達到遠超過前代平臺的性能水平。

另外,Wi-Fi連接能力的強化也是這次麒麟980芯片的重點,這部分不只用上了華為自有芯片,艾偉表示,華為的芯片更是業(yè)界首次在手機上支持160MHz超寬帶譜,旨在通過麒麟980的推出與終端的滲透,帶動產業(yè)共同探索160MHz在手機Wi-Fi連接上的潛力。

另外,5G的布局也是華為關心的重點所在,但由于最終標準今年6月才剛決定,所以在許多基礎建設方面還有很多工作需要完備。目前以支持Cat.21的4.5G連接能力凸顯麒麟980的超高速傳輸通訊實力。

同時艾偉強調,硬件的改進只是過程,把這些額外增加的效能轉化成對市場的影響力,就必須和開發(fā)者進行緊密的合作。因此,華為同時向終端客戶以及相關應用開發(fā)者提供開放的麒麟980開發(fā)架構平臺。

眾多創(chuàng)新、眾多第一,麒麟980的成功并否偶然,而是海思在自研芯片這條道路上經歷“9*9=81難”之后的取得的成果。我們不妨來回顧下海思芯片→海思麒麟系列芯片的演進過程。

麒麟之前都經歷了什么?

麒麟系列芯片誕生于華為海思,關于當初為何要走上自研這條苦旅之路,華為教父任正非曾在多年之前有著清楚的研判:

(華為芯片)暫時沒有用,也還是要繼續(xù)做下去。一旦公司出現戰(zhàn)略性的漏洞,我們不是幾百億美金的損失,而是幾千億美金的損失。我們公司積累了這么多的財富,這些財富可能就是因為那一個點,讓別人卡住,最后死掉。

——任正非

那么,華為海思最開始的路走的順利么?答案是顯而易見的,萬事開頭難:

比如,最具挑戰(zhàn)性的“產品定義”問題。即海思要打造一款什么定位的芯片,用于哪些場景,主打什么功能。

再如,在芯片設計和制造經驗匱乏的最初,如何構建一只完整的團隊,才能與華為整體硬件能力、ICT能力相配合。

同時,具有狼性精神的華為,要是如何推動初期芯片的落地使用、迭代路徑?

針對這一系列問題,華為根據自身與芯片相關業(yè)務(ICT通信領域的深厚經驗、智能終端和硬件業(yè)務),大膽決定,麒麟系列初期芯片先以滿足自家手機終端使用為主,而且,上來就直接對接兩大旗艦系列機型:主打時尚和性能的P系列和主打商務性能的Mate系列。

這個決定一來是為了先做“首批用戶驗證”;二來則是用“狼性”對麒麟芯片團隊倒逼,化壓力為動力。事實證明,海思團隊做到了,只是演進之路崎嶇坎坷。

制定了基本方向以后,接下來便是實行問題。這一階段遇到的問題便是與其他芯片公司趨同的問題了:如何實現性能突破,跟得上手機用戶不斷上漲和豐富的需求(如在功耗和性能之間做平衡精進)?如何在制程工藝上不斷革新?如何實現越來越嚴苛的量產目標?

關于量產,關于規(guī)劃,華為艾偉表示,帶著一個清晰的愿景和不清晰的路線,它們開始了長達三年的規(guī)劃(這也是芯片設計到量產所需的必要周期)。

艾偉曾這樣表達這個規(guī)劃的重要性:“最大的挑戰(zhàn)不是某個技術的問題,而是三年前我們定義的計劃,今天是否能量產?哪怕只有一個技術不成熟,要等到年底量產都是大問題?!?/p>

根據EETOP匯總的華為海思史上主要芯片信號及其性能特點(上圖,可放大),不難看出,其迭代速度非常快,而滾動式研發(fā)也早已成為麒麟團隊常態(tài)。(為了不輸給老對手高通驍龍,他們所投入的精力、人力、財力早已不能用密集來形容)

三年的周期設計一款芯片,就代表了超密度的工作節(jié)奏。以麒麟980為例,2015年立項,歷經了超過36個月的研發(fā),2016年完成定制特殊基礎單元構建高可靠性IP論證,進入SoC工程化驗證已是2017年,早期芯片驗證、所剩無多的量產周期、非常嚴苛的是錯機會。

在經過2個大版本的迭代,5000多個工程驗證開發(fā)板,最終麒麟980實現了量產。麒麟980在指甲蓋大小的尺寸上塞進69億個晶體管,實現了性能與能效的提升,相較上一代處理器在表現上提升75%,在能效上提升58%。為了7nm制程的研發(fā),華為投資遠遠超過了3億美元!

從獨善其身到兼濟生態(tài)

回過頭來看,麒麟的成功離不開背靠華為一定的幸運成分,但更重要的是,在切實困難面前不斷開拓思路、創(chuàng)新進取,才促使麒麟完成從開始被唱衰(那會兒還不叫麒麟),到后來與高通驍龍系列對標,再到引領國產芯片突破高端芯片難題。

幸運的是,華為在戰(zhàn)略上堅決支持走自言芯片這條漫漫苦旅。無論從人才、資金等配套資源的支持,都十分堅決。而個正確的決定在后來的日子里不止一次幫助華為在供應鏈整合、能力拓展等全球ICT巨頭的綜合競爭中脫穎而出,也在某些國際“黑天鵝”事件中免受或少受不必要的傷害。

此外,華為有強大的生態(tài)圈,可幫助麒麟芯片(端側能力)完成從產品價值到市場價值的提升。華為自身就是通信巨頭,北向還與各種應用廠商廣結盟、開放打通,方能構建完整的用戶方案。(順便提一句,生態(tài)的價值在物聯網應用上有更明顯的體現,華為NB-IoT系列芯片已經成為華為競逐物聯網市場的一支重磅力量。)

生態(tài)之于芯片(尤其高端手機芯片)的意義,就是價值裂變的關鍵點。還是以最新的麒麟980芯片舉例來說:

硬件設計是一部分,而未來,開發(fā)環(huán)境的完備,甚至建立生態(tài),就是麒麟芯片的下一個目標。

——艾偉

艾偉表示,即便麒麟980在硬件設計和性能改良上已經達到前所未有的高度,但總歸來講,芯片本身其實是一種常規(guī)的升級,目的就是要帶給市場新鮮感(包括為華為旗艦系列手機帶來差異化的競爭優(yōu)勢)。但是面對未來整體性的挑戰(zhàn),華為希望把麒麟芯片打造成業(yè)界一流平臺,讓各類型應用可以在這個平臺上擁有最好的應用體驗和性能表現。

例如,面對來自不同廠家、不同操作系統(tǒng)、不同芯片架構的兼容性問題,建立開放的開發(fā)者生態(tài)十分必要。目前華為開發(fā)者社區(qū)所提供的配套環(huán)境條件來看,開發(fā)者想要在現有框架上提升華為平臺硬件功能的優(yōu)化程度,十分便捷。華為通過不斷優(yōu)化開發(fā)環(huán)境和開發(fā)流程,真正將麒麟平臺的強大計算能量開放給有著高性能應用需求的開發(fā)者,賦能更廣泛的應用開發(fā)伙伴。

正是因為麒麟980性能的突飛猛進,對優(yōu)質的應用開發(fā)者的需求才日益攀升。艾偉講到,麒麟980在AI方面優(yōu)化了功耗、算力的綜合性能。但是目前華為比較強調AI能力在照相功能上的應用,以此作為最大亮點。但其實,照相只會用到麒麟980芯片中的一小部分能力,而龐大的AI算力不應被局限這一項應用中,因此,更多樣化的應用來要靠眾多細分領域的開發(fā)者來挖掘和創(chuàng)新,進一步激發(fā)麒麟980芯片更大的潛力。

 

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