تراشه پرچمدار Kirin 990 5G و قابلیت های منحصر به فردش را بشناسیم

هوآوی به تازگی از تراشه جدید HiSilicon Kirin 990 5G در گوشی های هوشمند سطح بالای خود استفاده کرده است. محصولی با قابلیت های خاص که در مقایسه با محصولات نسل قدیم، به روزرسانی های ویژه ای را برای کاربران به همراه دارد.

تراشه HiSilicon Kirin 990 5G محصولی بر پایه معماری ARM است که در دسته تراشه های رده بالا برای گوشی های هوشمند و تبلت های پرچمدار قرار می گیرد. این تراشه با معرفی گوشی هوشمند Huawei Mate 30 Pro در اواخر سال 2019 میلادی، رونمایی شد. چیپست پرچمدار هوآوی، هشت هسته پردازشی را در سه سطح در خود جا داده است.

بخش اول با عملکرد بالا حاوی دو هسته پردازشی Cortex-A76 با فرکانس کاری تا 2.86 گیگاهرتز است. بخش میان رده دو هسته پردازشی Cortex-A76 با فرکانس کاری تا 2.36 گیگاهرتز دارد. بخش سوم با تمرکز روی مصرف بهینه انرژی طراحی شده و چهار هسته پردازشی ARM Cortex-A55 تا فرکانس کاری 1.95 گیگاهرتز دارد. در حالی که پردازشگر عصبی (1+2 هسته) هم روی پردازش های مربوط به هوش مصنوعی تمرکز کرده و پردازشگر گرافیکی نیز از نوع ARM Mali-G76 با فرکانس کاری تا 700 مگاهرتز است.

نسخه 5G تراشه HiSilicon Kirin 990، مودم Balong 5G را در خود جای داده است. این پردازنده بر پایه فناوری 7 نانومتری (7FF+ EUV) تولید شده است.

در سه سال گذشته، هوآوی نسل جدید تراشه های ویژه دستگاه های الکترونیکی همراه را در نمایشگاه فناوری IFA برلین معرفی می کرد. در هر رونمایی، هوآوی از محصولی ارتقا یافته رونمایی کرده که از جدیدترین فناوری پردازش، مدرن ترین طراحی ویژه هسته های پردازشی و در نهایت، به روزترین گزینه های ارتباطی استفاده می کند. تراشه های Kirin جدید در جدیدترین گوشی های هوشمند هوآوی استفاده می شوند و تراشه های Kirin 990 هم از این قاعده پیروی می کنند.

از آنجایی که شرکت های فعال در حوزه صنایع مخابراتی و ارتباطی در حال آماده سازی و سرمایه گذاری روی شبکه ارتباطی نسل پنجم هستند، هوآوی با معرفی HiSilicon Kirin 990 5G محصولی را آماده کرده تا امکان استفاده گوشی های هوشمند از این شبکه ارتباطی را فراهم کند.

این محصول با پشتیبانی از شبکه های Sub-6GHz 5G در هر دو معماری SA و NSA تراشه ای نوآورانه به حساب می آید. هوآوی با استفاده از جدیدترین فناوری 7 نانومتری TSMC امکان تولید محصولی با ابعاد کوچک تر را فراهم کرده است. درنظر داشته باشیم که تا به امروز هیچ یک از شرکت های رقیب نتوانسته اند تراشه ای پرچمدار با ساختار یکپارچه مانند HiSilicon Kirin 990 5G را تولید کنند.

جزئیات طراحی و ساخت

یکی از نکات کلیدی HiSilicon Kirin 990 5G استفاده از فرایند تولید 7FF+ EUV است که امکان تولید تراشه ای با ابعاد کوچک تر را ایجاد کرده است. آن طور که اعلام شده این تراشه، 100 میلی متر مربع مساحت دارد که البته در مقایسه با تراشه 74.13 میلی متر مربعی Kirin 980 (تولید شده برپایه فرایند 7 نانومتری TSMC) و 96.72 میلی متر مربعی Kirin 970 (تولید شده برپایه فرایند 10 نانومتری TSMC) بزرگ تر بوده و حجیم ترین تراشه موبایلی هوآوی تا به اینجای کار به حساب می آید. این ابعاد در مقایسه با تراشه HiSilicon Kirin 990 4G قرار می گیرد که مساحتی در حدود 90 میلی متر مربع دارد. تعداد ترانزیستورهای HiSilicon Kirin 990 5G به 10.3 میلیارد می رسد. در حالی که در مدل 4G تعداد حدود 8 میلیارد ترانزیستور استفاده شده است.

پردازنده

پیکر بندی پایه پردازنده هر دو مدل 4G و 5G تراشهHiSilicon Kirin 990 یکسان است. در قالب این پیکر بندی دو هسته فرکانس بالای A76 در کنار دو هسته با فرکانس سطح متوسط A76 و چهار هسته متمرکز روی مصرف انرژی از نوع A55 قرار گرفته و تنها تفاوت های جزئی در بحث مصرف توان و فرکانس وجود دارد که تفاوت کم فرکانس، به دلیل اختلاف ناشی از فرایندهای تولید است.

در خصوص حافظه Cache (کش) هم هر چهار هسته A76 کشی از نوع 512Kb L2 دارند و برای هسته های A55 هم 128 کیلوبایت حافظه کش استفاده شده، البته هوآوی بهینه سازی هایی را هم در بحث سیستم کش انجام داده است تا تاخیر حافظه را بهبود دهد. مسئولان این شرکت به ذکر این نکته اکتفا کرده اند که از راهکاری با عنوان Smart Cache یا همان کش هوشمند استفاده شده تا نه تنها به GPU بلکه به CPU و NPU هم تا حد امکان کمک شود.

گرافیک

در بحث پردازش گرافیکی HiSilicon Kirin 990 5G از پردازنده گرافیکی 16 هسته ای Mali-G76 استفاده کرده که در مقایسه با مدل 10 هسته ای Mali-G76 در Kirin 980 پیشرفت چشمگیری به حساب می آید. از آن جایی که هوآوی از طراحی 10 هسته ای با فرکانس 750 مگاهرتز به سمت طراحی 16 هسته ای با فرکانس 600 مگاهرتز حرکت کردهً شاهد بهبود عملکرد خواهیم بود.

واحد پردازش عصبی

جدا از ادغام مودم 5G بزرگ ترین تغییر در HiSilicon Kirin 990 5G به کارگیری NPU یا همان واحد پردازش عصبی به شکل جدید است.

در سخت افزار Kirin 970 و Kirin 980، هوآوی از لایسنس طراحی سخت افزاری Camricon Technologies در بخش یادگیری ماشینی استفاده کرده بود. در حالی که در Kirin 990 هوآوی به یکی از پیشتازهای فناوری در این بخش تبدیل شده و از طراحی Da Vinci که توسط متخصصان این شرکت توسعه یافته، استفاده کرده است. معماری داوینچی هوآوی دو ویژگی مخصوص دارد که در بحث به کارگیری الگوریتم های یادگیری ماشینی، موثر هستند.

مودم Balong

HiSilicon Kirin 990 5G اولین مودم با باند فرکانسی کامل است که از دو معماری NSA و SA پشتیبانی می کند. به گفته متخصصان هوآوی سرعت این مودم در بخش دانلود به 2.3Gbps و در بخش آپلود به 1.25Gbps می رسد. طراحی این مودم به نحوی است که امکان اتصال هم زمان به شبکه های 5G و 4G را فراهم می کند تا در نواحی با پوشش سیگنال ضعیف هم کاربران مشکلی نداشته باشند.

عملکرد

آنطور که هوآوی اعلام کرده در بحث Single Thread شاهد افزایش 9 درصدی میزان عملکرد در HiSilicon Kirin 990 5G در مقایسه با HiSilicon Kirin 980 هستیم. این بهبود عملکرد در بخش Multi Thread به 10 درصد می رسد. به گفته هوآوی هسته های پردازشی سطح بالا، 12 درصد بهبود مصرف انرژی در مقایسه با نسل قبلی خواهند داشت و این بهبود عملکرد برای هسته های سطح پایین تر، 15 درصد خواهد بود.

در بحث پردازش گرافیکی، اسلایدهای مراسم رونمایی خبر از بالاتر بودن 6 درصدی میزان عملکرد این پردازنده در مقایسه با Snapdragon 855 می دهد. در بحث Smart Cache نیز افزایش 15 درصدی پهنای باند GPU-to-DDR و کاهش 12 درصدی میزان مصرف انرژی DDR را خواهیم دید.

انتظار می رود تراشه HiSilicon Kirin 990 5G در طیف قابل توجهی از گوشی های هوشمند رده بالای هوآوی در سال 2020 میلادی استفاده شود.