麒麟985+麒麟820,5G芯片全向展开,这才是华为手机5G战略的关键!

虽然2020年开年就遭遇了严重新冠肺炎疫情,但是似乎各大智能手机厂商的热情并没有受到影响,从线下转到线上的发布会也是各展神通,希望能玩出新的花样来提高自己的关注度。到现在,几大主要厂商基本已经完成了今年第二轮产品发布,开始进入了第三轮。表面上看,5G时代我们似乎迎来了一波新品爆发,玩家的选择更加丰富了。但是你注意到了吗?这些产品之间的同质化正变得越来越严重。

供应链主导的同质化陷阱

从屏幕到摄像头,从存储到芯片,如今的智能手机产品更新已经严重依赖于供应链的升级。所谓“花费巨资定制屏幕”之类的操作,其实归根到底依然是一种流于表面的商业合作,顶多是拥有一段独占期,达不到“自主可控”的水平。一旦某种配置得到消费者认可,那么很快就会在整个市场全面开花。这也是为什么进入5G时代后,在同价位和同品牌定位下,智能手机越来越难做出差异化,有些产品之间甚至只能通过Logo、UI、配色来辨别。

供应链的主导权,在芯片方面体现得更加明显。随着三星Exynos和MTK的日渐边缘化,今年安卓智能手机芯片领域已经是华为麒麟芯片和高通骁龙芯片两分天下。因为麒麟芯片目前仍属于华为/荣耀体系专供,其他厂商只能依托高通芯片来研发产品。面对统一(高通)的芯片供应,智能手机厂商在一定程度上丧失了灵活性。为了摆脱这种困局,vivo选择联手三星芯片,OPPO和小米也希望将MTK纳入到芯片供应体系当中,但是这都需要时间来铺垫。目前来说,高通仍是最主要的选择。

而在5G时代,目前高通能拿得出手的芯片只有骁龙865+X55和骁龙765G/765。后者定位偏向中端,1(大核)+1(中核)+6(小核)的CPU配置加上阉割后的X52基带,难以完全撑起5G中高端市场,特别是部分次旗舰级别的主力机型。而前者虽然在性能指标上确实符合旗舰平台的定位,但是因为采用外挂X55基带,对于智能手机的精简化、轻量化设计造成了很大难度。

自主可控从芯片开始

在前不久,荣耀相继发布了30系列多款新机,显示出了远超其他品牌的产品灵活性。他们是如何做到这一点的呢?其实在我看来,这种灵活性的核心来源正是对整个供应链的把握。

而提到智能手机的元器件,最核心的就是作为计算核心的SoC。看看进入5G时代以后,华为麒麟芯片的布局:最顶级的是5G SoC芯片麒麟990 5G,而新推出的麒麟985、麒麟820又相继占据了高端和主流市场。可以说,仅仅通过芯片综合性能的划分,华为就可以在中高端5G智能手机市场建立多个层级。再通过屏幕尺寸、屏幕类型、摄像头规格等项目,华为智能手机的产品定义相比竞争对手而言拥有了更多可能性,可以涵盖更多的细分市场。

华为麒麟芯片的全向展开

好了,我们还是回到正题——5G SoC。我认为,在5G时代SoC芯片层面的核心指标,主要包括五个方面。首先是计算能力,这取决于CPU的规格和组合,比如架构和大核/中核/小核的配比。其次是图形性能,这同样取决于GPU的规格和组合,主要是架构、核数和频率。第三是AI能力,包括是否采用独立的NPU,以及NPU的架构和核数。第四是基带,包括是否支持NSA和SA独立组网,以及在不同网络环境下的上下行速度。最后,就是影像处理能力,也就是ISP方面的技术水平。

那么,在这五个方面华为麒麟芯片处于怎样的水平呢?我们先做一个表格来了解一下华为麒麟芯片的5G型号。从表格对比我们可以看到,华为经过多年的技术积累,已经在麒麟芯片的设计上实现了非常高的灵活性。特别是在CPU、GPU和NPU三大计算核心的配置上,对于大核/中核/小核的组合、计算频率的调节、不同芯片的核心数量配比等,都显得非常多样。可以说华为在麒麟芯片的定位上有三个维度可以进行操作,拥有更多的可能性。

先说CPU部分。三款麒麟芯片的大核架构采用Cortex-A76,同时根据需要匹配了不同的频率,进行了功耗和性能的平衡。特别是面向中高端的麒麟985和麒麟820,均采用了四个中核或大核、四个小核的模式,性能提升明显。而高通骁龙765G采用了Kryo 475架构(同样是基于Cortex-A76),但是只有2个大核,剩下6个均为基于A55小核的低配设计,你觉得2+6的组合能和1+3+4的组合相比吗?

再说GPU部分。我觉得在这一点上充分体现出了华为麒麟芯片的灵活性。为什么这样说呢?因为去年推出的麒麟990 5G采用了当时最合理的Mali-G76架构,并且拥有高达16个GPU核心,图形性能足够强劲。而前不久发布的麒麟985定位次旗舰,GPU架构升级到了Mali-G77,但是核心数量降到了8个。至于定位主流的麒麟820,则采用的是简化版的Mali-G57架构,核心数为6个。不过即便如此,在与高通骁龙765G的对战中,华为麒麟820在性能方面也全面胜出。

至于NPU,也就是AI性能,更是华为麒麟芯片的强项。2018年,华为推出了自研的华为达芬奇架构,灵活可裁剪的特性使其可以同时被应用于企业级的昇腾Ascend系列芯片和个人移动终端级别的麒麟芯片上。特别是在麒麟芯片上,华为设计了Ascend D110 Lite(大核)和Ascend D100 Tiny(微核)两种核心,进一步提高了麒麟芯片在AI应用上的灵活性。而且统一的AI架构,使得应用开发者可以基于HiAI 2.0开放架构在企业级AI集群上训练出更高效的神经网络模型;而后在终端的智能应用中更优秀地进行预测分析工作。

评判麒麟芯片AI能力最直观的方法依然是跑分,在ETH AI Benchmark测试中,目前麒麟芯片遥遥领先,除了MTK天玑1000位居第二外,麒麟990 5G、麒麟990、麒麟985、麒麟820均在前五之列。可以说,无论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MobilenetV2(用于分类、检测、嵌入和分割)下,麒麟5G芯片的性能和能效均处于领先水平。

最后是ISP和基带,在这两方面华为麒麟并没有在不同芯片之间进行减配。一方面,在规模可控的情况下,统一设计反而可以降低成本;另一方面,从应用需求的角度看,影像处理能力和通信能力正成为智能手机的关键。华为显然希望在全线5G产品上,提供相对统一的、高性能的拍照和通信体验,这与高通骁龙765G采用阉割版X52基带的做法截然不同。

因此在所有华为5G智能手机上,用户都能获得ISP 5.0提供的BM3D(Block-Matching and 3D filtering)单反级硬件降噪技术和双域联合视频降噪技术;也可以体验到领先的5G数据传输体验,以及5G双卡业务并发功能、一卡5G上网另一卡接听VoLTE高清语音通话的体验。此外,麒麟5G芯片还支持BWP(Bandwidth Part)技术,在5G大带宽条件下实现带宽资源的灵活切换,大幅降低5G功耗,带来更持久的5G续航。

5G SoC,整合才是未来!

谈到5G基带,“整合与外挂”的话题总是会被反复提及。原本外挂基带模式一直都属于被“唾弃”的对象,不过因为曾经的行业“标杆”,如今在5G旗舰芯片上采用了外挂模式,导致了一些新的争论。但是在我看来,这种争论毫无意义。因为仅就智能手机而言,整合程度更高、占用空间更小、整体功耗更低的整合SoC才是未来。

在麒麟990系列诞生之初,也被分为集成5G基带的麒麟990 5G和没有集成基带的麒麟990。而随着麒麟985和麒麟820的推出,我们会发现集成5G基带已经成为标准配置,华为在这方面的操作也非常“稳”。目前华为从高端到终端的麒麟990 5G、麒麟985、麒麟820均采用了集成5G基带的整合SoC,这是目前其他竞争对手所不具备的。

从之前的拆解对比图我们就可以发现,外挂基带使得智能手机主板面积变大,同时更高的功耗也使得智能手机的电池需求越来越高。对于采用高通骁龙865+X55 5G平台的高端智能手机产品来说,4000mAh的电池容量已经有点儿捉襟见肘了。

为什么如今重量超过200g的“半斤机”频现?除了摄像头模块的升级,旗舰芯片对散热、空间、电池的更高需求也是关键问题。其实对于智能手机厂商来说,“半斤机”其实是不得已而为之。5G模式更加耗电,这是技术本身所决定的。与此同时,外挂基带的解决方案一方面需要更大的主板布局带来了额外的重量,另一方面对于电能的消耗也使其需要更大的电池来保证必要的续航。而随着麒麟985和麒麟820的推出,类似Nova 7系列这样的全新机型正在把手机重量重新带回到180g以内的水平。

核心能力下的应用创新

在CPU和GPU逐渐性能富余、智能手机的新应用引发新性能需求的时候,高性能的ISP与NPU的融合,让麒麟芯片在应用中可以实现更多创新功能。麒麟芯片的ISP已经发展到第五代,自研的AI架构也越来越成熟,在此基础上,华为智能手机在面对创新需求时的表现可谓得心应手。

以基于麒麟990 5G的华为P40智能手机的AI精彩瞬间功能为例,强大的ISP 5.0可以实现按下快门的一瞬间快速存下40帧照片,在快门帧前后各保存20张;而高性能的NPU则实时分析影像、得出所有照片中的人体骨骼关键点连线,并与系统内的标准动作/关键动作骨骼模型进行比对。当用户在同样空间视角做出近似姿态的动作时,就会被“智脑”识别并择优推荐。图形处理能力与AI能力的融合,在移除路人、反光消除等特色功能上同样得到了体现。

随时在线的娱乐时代,对整机性能、网络性能、系统优化提供了更高的要求。而麒麟芯片在计算模块迭代、影响能力升级、5G网络优化等方面的表现,让华为智能手机逐渐展现出了超人一筹的实力。

写在最后

伴随着华为及荣耀多款新机的发布,我们看到了华为麒麟芯片在5G领域的全向展开。从高端到中端的全覆盖、对整合SoC设计的深度理解、对5G、AI、ISP的深度研发,为智能手机的开发夯实了基础。而CPU、GPU、NPU三大核心模块的灵活组合,也让华为有了充分细分智能手机市场的能力。

智能手机已经进入5G时代,整合行业也已经进入了全局竞争阶段。如今,苹果依然在稳步前进,而三星在芯片方面反而有些力不从心。在安卓芯片领域,高通虽然依靠着众多手机品牌厂商的合作占据了多数市场,但是华为正在通过麒麟芯片、EMUI、HiAI、HMS Core构建出一整套生态体系,并逐渐显示出更大威力。