Huawei Kirin 990 5G Επανεξέταση: Μάθετε για τις διαφορές μεταξύ 7nm και 7nm +

Το 2019, το International Consumer Electronics Show (IFA2019) άνοιξε στο Βερολίνο της Γερμανίας. Όπως περιμέναμε, η Huawei πραγματοποίησε μια νέα παρουσίαση προϊόντων σήμερα στο IFA2019, λανσάροντας τα τελευταία προϊόντα της δικής της σειράς chip Kirin, συγκεκριμένα τα Kirin 990 και Kirin 990 5G. Μεταξύ αυτών, οι περισσότερες από τις προδιαγραφές του πρώτου ναυαρχίδα 5G SoC - Kirin 990 5G και Kirin 990 είναι οι ίδιες. Εκτός από την υποστήριξη 5G, υπάρχει μόνο μια μικρή διαφορά μεταξύ των δύο.

Huawei Kirin 990

Παράμετροι Huawei Kirin 990

Το Kirin 990 5G είναι το πρώτο ναυαρχίδα 5G SoC στον κόσμο που κυκλοφόρησε η Huawei. Είναι η μικρότερη λύση 5G για κινητά chip της βιομηχανίας. Με βάση την πιο προηγμένη διαδικασία 7nm + EUV του κλάδου, το μόντεμ 5G ενσωματώνεται στο SoC για πρώτη φορά. Είναι η πρώτη που υποστηρίζει τη διπλή αρχιτεκτονική NSA / SA και τη ζώνη πλήρους συχνότητας TDD / FDD. Με βάση την εξαιρετική ικανότητα σύνδεσης 5G του Baron 5000, το Kirin 990 5G επιτυγχάνει κορυφαίο ρυθμό λήψης 2.3Gbps στην μπάντα Sub-6GHz με ρυθμό αιχμής άνω των 1.25Gbps.

Αυτό το τσιπ είναι το πρώτο ναυαρχίδα του SoC με την αρχιτεκτονική DaVinci NPU. Ο πρωτοποριακός σχεδιασμός του NPU big core + NPU micro-core αρχιτεκτονική είναι ιδανικός για ανώτερες επιδόσεις και ενεργειακή αποδοτικότητα για μεγάλα σενάρια πληροφορικής. Όσο για την CPU, το Kirin 990 χρησιμοποιεί μια τριών πυρήνα ενεργειακά αποδοτική αρχιτεκτονική με δύο μεγάλους πυρήνες + δύο μέσου πυρήνα και τέσσερις μικρούς πυρήνες με μέγιστη συχνότητα 2.86 GHz. Η GPU είναι εξοπλισμένη με πυρήνα 16 Mali-G76. Η νέα έξυπνη προσωρινή μνήμη σε επίπεδο συστήματος εφαρμόζει έξυπνη εκφόρτωση, η οποία εξοικονομεί εύρος ζώνης και μειώνει την κατανάλωση ενέργειας.

Όσον αφορά τα τυχερά παιχνίδια, το Kirin 990 5G ενημερώνεται σε Kirin Gaming + 2.0 για να επιτύχει αποτελεσματική συνεργασία των ιδρυμάτων και των λύσεων υλικού. Όσον αφορά τη φωτογραφία, το Kirin 990 5G υιοθετεί το νέο ISP 5.0 και υποστηρίζει την τεχνολογία μείωσης θορύβου μονής αντίστροφης τεχνολογίας BM3D (Block-Matching και 3D filtering) στο τσιπ κινητού για πρώτη φορά. Ως αποτέλεσμα, η σκηνή σκοτεινού φωτός είναι πιο φωτεινή και πιο καθαρή. Επιπλέον, αυτό το τσιπ έρχεται με την πρώτη τεχνολογία μείωσης θορύβου βίντεο κοινής χρήσης δύο τομέων στον κόσμο. Η επεξεργασία θορύβου βίντεο είναι πιο ακριβής, η λήψη βίντεο είναι απαλλαγμένη από φόβο σκοτεινών σκηνών. Η τεχνολογία απόδοσης βίντεο μετά την επεξεργασία σε πραγματικό χρόνο βασίζεται στην τμηματοποίηση AI. Η εικόνα βίντεο προσαρμόζει το χρώμα σε καρέ, και το βίντεο smartphone παρουσιάζει την υφή της ταινίας. Το HiAI Open Architecture 2.0 έχει αναβαθμιστεί ξανά. Το πλαίσιο και η συμβατότητα των χειριστών έχουν φτάσει στο υψηλότερο επίπεδο στον κλάδο. Ο αριθμός των χειριστών είναι έως 300+. Υποστηρίζει όλα τα βασικά μοντέλα πλαισίου του κλάδου, παρέχοντας στους προγραμματιστές μια πιο ισχυρή και ολοκληρωμένη αλυσίδα εργαλείων και επιτρέποντας την ανάπτυξη εφαρμογών AI.

Ποια είναι τα πλεονεκτήματα που φέρνει;

Ανατρέχοντας στις βασικές προδιαγραφές του chip chip Kirin 990, θα διαπιστώσετε ότι το πρώτο σημαντικό τεχνικό σημείο του Kirin 990 5G είναι η τεχνολογία επεξεργασίας που χρησιμοποιεί μια νέα γενιά λιθογραφίας 7nm + EUV. Πράγματι, για ένα τσιπ, η διαδικασία είναι συχνά το πρώτο μέλημα των οπαδών. Τι σημαίνει λοιπόν ο κόμβος διεργασίας 7nm + που χρησιμοποιείται από το Kirin 990 5G; Ποια είναι η λεγόμενη τεχνολογία λιθογραφίας EUV; Ας σκάψουμε βαθύτερα.

Πιστεύουμε ότι θυμάστε ακόμη ότι το Kirin 980 που κυκλοφόρησε πέρυσι είναι το πρώτο κινητό τσιπ στον κόσμο που χρησιμοποιεί τεχνολογία επεξεργασίας 7nm. Μετά από αυτό, το 7nm γίνεται το πρότυπο του κινητού chip. Αλλά στην πραγματικότητα, το τσιπ 7nm που έχουμε χρησιμοποιήσει στο smartphone δεν χρησιμοποιεί πλήρη διαδικασία 7nm ή δεν απελευθερώνει πλήρως το πλεονέκτημα 7nm. Γι 'αυτό το ονομάζουμε διαδικασία πρώτης γενιάς 7nm και το 7nm + είναι η διαδικασία δεύτερης γενιάς 7nm.

Τον Μάιο του τρέχοντος έτους έχουν διαρρεύσει τα νέα σχετικά με τη μαζική παραγωγή της διαδικασίας 7nm +. Αυτή είναι η πρώτη φορά που ο φορητός επεξεργαστής μεταβαίνει σε μαζική παραγωγή χρησιμοποιώντας την τεχνολογία λιθογραφίας EUV. Αυτό έκανε την Intel και τη Samsung πρωτοπόρο στη βιομηχανία.

Προφανώς, το Huawei Kirin 990 5G είναι η πρώτη παρτίδα του κινητού SoC που χρησιμοποιεί την τεχνολογία επεξεργασίας 7nm +. Τι σημαίνει αυτή η διαδικασία 7nm +; Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της τεχνολογίας 7nm και της πρώτης γενιάς;

Πρώτα από όλα, πρέπει να κατανοήσουμε τη δυσκολία του κόμβου διεργασίας 7nm.

Γνωρίζουμε ότι το chip αποτελείται από μεγάλο αριθμό τρανζίστορ. Το τρανζίστορ είναι επίσης το πιο βασικό επίπεδο του τσιπ. Η αγωγιμότητα και η περικοπή κάθε τρανζίστορ αντιπροσωπεύουν τα 0 και 1. Και ακόμη και εκατομμύρια τρανζίστορ αντιπροσωπεύουν δεκάδες εκατομμύρια ή και εκατοντάδες εκατομμύρια 1 ή 0. Αυτή είναι η βασική αρχή του chip computing. Κάθε τρανζίστορ είναι πολύ μικρό.

Huawei Kirin 990

Στη δομή τρανζίστορ, η «πύλη» είναι κυρίως υπεύθυνη για τον έλεγχο της ενεργοποίησης και απενεργοποίησης της πηγής και της αποστράγγισης και στα δύο άκρα και το ρεύμα ρέει από την πηγή στη δεξαμενή. Αυτή τη στιγμή, το πλάτος της πύλης καθορίζει την απώλεια όταν περάσει το ρεύμα και εκφράζεται η κατανάλωση θερμότητας και ισχύος. Όσο πιο στενό είναι το πλάτος, τόσο μικρότερη είναι η κατανάλωση ενέργειας. Το πλάτος της πύλης (μήκος πύλης) είναι η τιμή στη διεργασία XX nm.

Για τους κατασκευαστές τσιπ, είναι φυσικό να προσπαθήσουμε για ένα μικρότερο πλάτος πύλης. Αλλά όταν το πλάτος προσεγγίζει το 20 nm, η ικανότητα ελέγχου πύλης-ρεύματος πέφτει απότομα, ο ρυθμός διαρροής αυξάνεται αναλόγως και η δυσκολία της παραγωγικής διαδικασίας είναι επίσης αυξημένη. Ωστόσο, όπως γνωρίζετε, το πρόβλημα αυτό επιλύθηκε και δεν επεκτείνεται εδώ. Και όταν η διαδικασία συνεχίζει να συρρικνώνεται, η δυσκολία θα αυξηθεί περαιτέρω. Οι άνθρωποι βρίσκουν ότι η αρχική λύση δεν λειτουργεί και έφερε ένα άλλο τέχνασμα. Επομένως, στην αρχή του κόμβου 10nm, οι κατασκευαστές chip αντιμετώπισαν δυσκολίες στη φάση παραγωγής.

Όταν η διαδικασία του μεγέθους τρανζίστορ μειώνεται περαιτέρω, μικρότερη από 10 nm, θα προκύψουν κβαντικά αποτελέσματα. Αυτό καλούμε το φυσικό όριο. Τα χαρακτηριστικά του τρανζίστορ θα είναι δύσκολο να ελεγχθούν. Αυτή τη στιγμή, η κατασκευαστική δυσκολία του τσιπ προφανώς αυξάνεται εκθετικά. Δεν είναι μόνο μια τεχνική δυσκολία, αλλά απαιτεί επίσης πολλές επενδύσεις κεφαλαίου.

Έτσι ποια είναι η βελτίωση στις δύο γενιές της τεχνολογίας από το 7nm στο 7nm +;

Από την παραπάνω εισαγωγή κατανοήσαμε ότι με τη συνεχή πρόοδο της διαδικασίας επεξεργασίας τσιπ, η δυσκολία κατασκευής τσιπ έχει επίσης αυξηθεί εκθετικά. Συγκεκριμένα για τη διαδικασία παραγωγής τσιπ, υπάρχει μια από τις πιο σημαντικές διαδικασίες, ανάπτυξη και χάραξη.

Όπως μπορείτε να δείτε, το φως προβάλλεται μέσω μίας μάσκας (που ονομάζεται επίσης δικτυωτό) με ένα μοτίβο ολοκληρωμένου κυκλώματος πάνω στον επικαλυμμένο με φωτοευαίσθητο δίσκο για να σχηματίσει ένα εκτεθειμένο και μη εκτεθειμένο «σχέδιο». Ακολούθως, χαράσσεται από μια μηχανή λιθογραφίας.

Αυτή είναι μόνο μια εξήγηση της εικόνας. Η πραγματική διαδικασία είναι εξαιρετικά περίπλοκη. Αλλά αυτό που πρέπει να ξέρουμε είναι ότι η επιλογή της πηγής φωτός σε αυτή τη διαδικασία είναι πολύ σημαντική. Η επιλογή της φωτεινής πηγής είναι στην πραγματικότητα το μήκος κύματος του επιλεγμένου φωτός. Όσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος, τόσο μικρότερο είναι το πραγματικό μέγεθος που μπορεί να εκτεθεί.

Πριν από αυτό, η πιο προηγμένη ήταν η βαθιά υπεριώδης λιθογραφία (DUV), η οποία είναι επίσης λέιζερ διεγερτή, συμπεριλαμβανομένου λέιζερ excimer KrF (μήκους κύματος 248 nm) και λέιζερ excimer ArF (μήκους κύματος 193 nm). Πιο προηγμένος από το DUV είναι το EUV, το οποίο σημαίνει εξαιρετικά υπεριώδες φως.

Η ακραία υπεριώδης λιθογραφία έχει μήκος κύματος έως και 13.5 nm. Το άλμα είναι πολύ προφανές. Είναι προφανώς πιο κατάλληλο για τη διαδικασία κατασκευής των τσιπ 7nm, τα οποία μπορούν να αυξήσουν σημαντικά την πυκνότητα των τρανζίστορ και να μειώσουν την κατανάλωση ενέργειας. Η Huawei είπε ότι η συνολική περιοχή του τσιπ Kirin 990 δεν έχει αλλάξει σε σύγκριση με το 980. Αλλά ο αριθμός των τρανζίστορ που συμπεριλήφθηκαν έχει αυξηθεί σημαντικά, φθάνοντας σε ένα εκπληκτικό 10.3 δισεκατομμύριο τρανζίστορ. Έτσι, αυτό είναι το πρώτο κινητό chip με περισσότερα από 10 δισεκατομμύρια τρανζίστορ. Εκτός από αυτό, σχετίζεται σαφώς με την υιοθέτηση της τεχνολογίας επεξεργασίας 7nm +. Η αύξηση του αριθμού των τρανζίστορ σημαίνει αύξηση της ισχύος επεξεργασίας τσιπ. Σε σύγκριση με την παραδοσιακή διαδικασία 7nm, η σειρά Kirin 990 έχει αύξηση της πυκνότητας τρανζίστορ κατά 18%, η ενεργειακή απόδοση αυξάνεται κατά 10%, και η λειτουργία AI θα εξοικονομήσει περισσότερη ενέργεια.

Επιπλέον, η παραγωγή τσιπ 7nm δεν είναι μόνο EUV, αλλά τα πλεονεκτήματα της λιθογραφίας EUV είναι πιο εμφανή. Το DUV μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή τσιπ 7nm. Τα πρώτα chips 7nm του περασμένου έτους χρησιμοποιήθηκαν ακόμη στη λιθογραφία DUV.

Huawei Kirin 990

Ως εκ τούτου, η χρήση της λιθογραφίας EUV είναι επίσης το κλειδί για τη διάκριση της δεύτερης γενιάς της διαδικασίας 7nm από την πρώτη γενιά. Αλλά αυτή η τεχνολογία είναι πολύ δύσκολο να χρησιμοποιηθεί. Και υπάρχουν πολλές δυσκολίες που πρέπει να επιλυθούν. Για παράδειγμα, η μηχανή λιθογραφίας EUV έχει ελαφριά απόδοση μόνο περίπου 2%. Και η ενεργή ισχύς είναι μόνο το 250W, το οποίο δεν μπορεί να ικανοποιήσει το σκοπό της αποτελεσματικής χάραξης του δίσκου. Επιπλέον, τα μόρια του αέρα επηρεάζουν επίσης το φως EUV. Επομένως, το περιβάλλον κενού απαιτείται για τη λιθογραφία EUV. Προκειμένου να επιλυθεί η μαζική παραγωγή της διαδικασίας 7nm +, η Huawei έχει επενδύσει σε μεγάλο αριθμό εμπειρογνωμόνων για την έρευνα και την ανάπτυξη, με περισσότερες από 5,000 επαληθεύσεις και μεγάλο αριθμό πειραμάτων. Το επίκεντρο είναι προφανώς η επίλυση της εφαρμογής των δυσκολιών στην τεχνολογία λιθογραφίας της EUV.

Φυσικά, ως αποτέλεσμα, γνωρίζουμε ήδη ότι η τεχνολογία διεργασίας 7nm + έχει παραχθεί με επιτυχία μαζικά. Το Kirin 990 χρησιμοποίησε επίσης αυτή την προηγμένη τεχνολογία για πρώτη φορά - σημειώστε ότι αυτό είναι εμπορικό και το smartphone της σειράς Huawei Mate 30 θα κυκλοφορήσει τον Σεπτέμβριο 19.

Αναμφισβήτητα, με την κυκλοφορία του τσιπ Kirin 990 5G, η διαδικασία 7nm + θα είναι το βασικό πρότυπο τεχνολογικής διαδικασίας για το κινητό τσιπ σημαίας, όπως και η διαδικασία 7nm που οδήγησε ο Kirin 980 πέρυσι.

Huawei Kirin 990

Κίνα μυστικές αγορές και κουπόνια
Λογότυπο