從2015年開始進行7nm工藝研究，到2018年的今天宣布實現(xiàn)SoC大規(guī)模量產(chǎn)，華為麒麟980芯片整個研發(fā)歷時36個月。

對于整個芯片行業(yè)來說，7nm工藝意味著一個非常關鍵的節(jié)點。根據(jù)摩爾定律，當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。然而，從芯片工藝上看，7nm相當于70個原子直徑，已經(jīng)逼近了硅基半導體工藝的物理極限。再往下走，將意味著難以預估的巨額成本投入。

華為fellow艾偉在今天于上海舉行的麒麟980芯片媒體溝通會上透露，“作為全球首款商用7nm SoC，（麒麟980）研發(fā)成本肯定遠超過3億美元。”要知道，能夠承受如此高昂成本投入的芯片企業(yè)并不多見。

▲圖：華為fellow艾偉

36個月研發(fā) 只有一次修改機會

從2014年至今的五年時間，麒麟芯片的晶體管密度提升了6.8倍，性能則提升了2.5倍，能效提升了4倍。而對于華為來說，從2015年攜手合作伙伴一起定義怎樣的工藝參數(shù)和性能指標才能滿足用戶未來需要，到2017年開啟7nm SoC工程化驗證，再到2018年實現(xiàn)SoC大規(guī)模量產(chǎn)，從紙張上的構想，到上產(chǎn)線的實際產(chǎn)品，這中間只有一次修改的機會。

“不少人問我，麒麟980的最大研發(fā)挑戰(zhàn)是什么。當然，這背后的研發(fā)經(jīng)歷了諸多的挑戰(zhàn)，我們?nèi)拥袅舜蠹s5000余塊驗證電路板。但是從三年前開始進行研發(fā)，到現(xiàn)在能否如期實現(xiàn)量產(chǎn)，這就是我們面臨的最大挑戰(zhàn)。”艾偉坦言，實現(xiàn)每18個月單位晶體管價格下降一半已經(jīng)越來越難，因為投資越來越大。

可以看到，巨額的成本投入使得行業(yè)的玩家數(shù)量正在急劇減少，高投資背后期望的必然是高回報，然而市場容量已定，“能夠養(yǎng)活的也就那么幾家”。來自***電子時報最新的報道稱，整個芯片行業(yè)正放緩10nm以下制程工藝發(fā)展。據(jù)稱，高通和聯(lián)發(fā)科都已推遲了其7nm芯片解決方案的上市時間，從此前計劃的2018年推遲至2019年。

“芯片是唯一一個反通貨膨脹的行業(yè)”

同樣是1分錢的尺寸大小，麒麟980在這樣的面積內(nèi)集成了69億晶體管，2014年麒麟920集成的晶體管數(shù)量為20億。半導體行業(yè)的進步速度著實驚人。

“芯片集成度的創(chuàng)新和功率的創(chuàng)新，是所有創(chuàng)新的基礎。芯片也是唯一一個反通貨膨脹的行業(yè)。它要用更小的面積、更小的晶體管來承載更多的能力。”艾偉表示，麒麟980守住了基本的芯片尺寸，將更多的能力創(chuàng)新在于一個合理的尺寸內(nèi)、合理的功耗內(nèi)，同時具備更強的性能和續(xù)航。

據(jù)介紹，麒麟980基于CPU、GPU、NPU、ISP、DDR設計了全系統(tǒng)融合優(yōu)化的異構架構，在不到1平方厘米面積內(nèi)集成69億晶體管，放入更強勁的CPU、GPU、DDR、更智慧的NPU、更領先ISP、更快速的Modem，打造卓越能效比，實現(xiàn)性能與能效的全面領先。

當前用戶可以買得到的最好的性能

艾偉表示，麒麟980提供了“當前用戶可以買得到的最好的性能”。那么，是什么構成了這個“最好的性能”呢？

首先，CPU方面，麒麟980在全球首次實現(xiàn)基于Cortex-A76的開發(fā)商用，與上一代相比單核性能提升75%，能效提升58%。為了滿足用戶對手機更快、更持久的體驗需求，在上一代多核架構的基礎上，麒麟980全新設計了Kirin CPU子系統(tǒng)，除了在CPU核心上針對終端業(yè)務進行了適配和優(yōu)化外，對CPU調度算法、總線設計等細節(jié)均進行了深度設計，保證Kirin CPU子系統(tǒng)從SoC整體設計上更大地發(fā)揮出性能和能效優(yōu)勢。

其次，麒麟980采用了先進的梯度多核架構，包括2個高性能大核（基于Cortex-A76開發(fā)，@2.6GHz）、2個高能效大核（基于Cortex-A76開發(fā)，@1.92GHz）、4個高能效小核（基于Cortex-A55開發(fā)，@1.8GHz）的三檔能效架構。相對于傳統(tǒng)的大小核兩檔位設計，三檔能效架構提供了更為精確的調度層次，讓CPU在重載、中載、輕載場景下靈活適配，大大降低了CPU在實際綜合業(yè)務場景下的功耗，力求讓用戶獲得更高性能體驗的同時獲取更長的續(xù)航體驗。

舉例來說，如果只是簡單的音樂或者視頻播放，那么小核就夠了；而如果涉及到社交+通信應用，則可能需要啟動高能效大核；而只有在重負載游戲和一開始APP啟動等環(huán)境下，才需要多核配合。

此外，麒麟980在業(yè)內(nèi)首個商用Mali-G76 GPU，與上一代相比性能提升46%，能效提升178%。并且，麒麟980支持全球最快的LPDDR4X顆粒，主頻最高可達2133MHz。相較于麒麟970，帶寬提升20%，延遲降低22%。通過CPU、GPU和內(nèi)存的調度配合，高頻應用啟動時間平均縮短28%。

現(xiàn)場的演示顯示，麒麟980搭載的AI調頻調度技術，能夠實時學習幀率、流暢度和觸屏輸入變化，預測手機任務負載，動態(tài)感知手機使用過程中存在的性能瓶頸，及時進行調頻調度。

“如何精確高效地分配算力，這需要很復雜的對底層負載的實時監(jiān)控以及實時的數(shù)據(jù)算力。”艾偉指出，麒麟980調度技術的核心就是在需要負載的時候及時提供算力，不需要負載的時候，及時把性能降下來降低能耗。

第三方APP也將能夠用上華為AI能力

實際上，整場發(fā)布會聽完，我們印象最深刻的一個詞語便是“AI”。按照華為的說法，去年，麒麟970芯片的人工智能技術推動手機拍照逐步向“慧眼”階段演進。到了今年，麒麟980帶來了“慧眼2.0”。

試驗數(shù)據(jù)顯示，麒麟980能夠實現(xiàn)每分鐘圖像識別4500張，識別速度相比上一代提升120%，遠高于業(yè)界同期水平；多人姿態(tài)估計實時幀率高達30 FPS，并且能夠實時繪制出人體的關節(jié)和線條；麒麟980可以準確識別多種物體，并可以做到拍照預覽的實時物體跟蹤。相對于麒麟970，麒麟980實現(xiàn)了從圖像識別到物體檢測的跨越。

據(jù)介紹，華為“慧眼2.0”在手機視覺入口提供了一個“感知、測量、認知、計算”的端到端完整解決方案，人工智能技術深度參與視覺處理的各個環(huán)節(jié)，通過后臺基礎算法的極大提升和流程優(yōu)化，讓用戶明顯感知到體驗的大幅增強。

更為重要的是，艾偉表示，華為下一步將對拍照APP、視頻APP、以及增強現(xiàn)實AR APP這三類應用提供相應的SDK能力，“希望使應用開發(fā)者能夠很方便地調用業(yè)界最高品質的拍照效果和圖像質量，調用最清晰的AR效果以及最強的AI算力，這三者結合起來，將為應用開發(fā)者提供更強的基礎能力，從而對下一代的殺手級應用有一個更好的支持”。

此外，華為還在發(fā)布會上正式推出HiAI生態(tài)2.0，并表示HiAI移動開放平臺全球合作伙伴將在今年第四季度超過1000家。HiAI生態(tài)2.0帶來了更加強勁的AI運算力，提供更加豐富的接口、算子和簡單易用的開發(fā)工具包，大幅縮短AI應用的開發(fā)周期，提升開發(fā)集成效率。

識別偽基站 從通信底層保護用戶安全

麒麟980在偽基站防御方面的能力也有了進一步提升。2G偽基站主要通過干擾正常通信，讓用戶駐留在2G網(wǎng)絡，以發(fā)送詐騙短信等來實施詐騙。2016年，麒麟960發(fā)布了基于通信基帶處理器的防偽基站技術，可以在通信底層對基站進行甄別，拒絕與偽基站通信，從源頭切斷偽基站可能帶來的詐騙電話和垃圾短信。

當前，偽基站攻擊方式出現(xiàn)了新升級，不僅可通過短信嗅探、監(jiān)聽用戶的正常通信，還可以充當用戶和真實基站之間的“中間人”，將用戶信息通過偽終端傳遞給真實基站，讓用戶在不知情的情況下，遭受信息安全的威脅，甚至帶來財產(chǎn)損失。

麒麟980在用戶通信聯(lián)接安全上下足了功夫，針對新出現(xiàn)的偽基站攻擊方式，進一步在芯片層面增加了安全機制，全面升級了識別2G偽基站的技術，同時業(yè)內(nèi)率先支持識別4G偽基站，提升用戶在移動通信網(wǎng)絡下的安全能力，大大降低了受詐騙的概率，保護用戶的財產(chǎn)和信息安全。

支持業(yè)界最快1.4Gbps峰值

下載速率+5G Ready

通過4X4 MIMO+5CC CA+256QAM+14Rx Layers技術，麒麟980在全球率先支持LTE Cat.21，支持業(yè)界最快的下行1.4Gbps速率，更靈活的應對全球不同運營商的頻段組合，為廣大消費者提供在不同的運營商網(wǎng)絡下的高速體驗。

此外，麒麟980配套使用全球最快的手機WiFi芯片Hi1103，全球率先支持160MHz帶寬，理論峰值下載速率可達1.7Gbps，是業(yè)界同期水平的1.7倍，帶給用戶高速的WiFi聯(lián)接體驗。目前支持160MHz帶寬的路由器價格仍然偏高，不過艾偉預期，明年支持160MHz帶寬的廉價路由器將會開始上市。

同時，通過麒麟980搭配巴龍5000基帶調制解調器，可以提供5G手機解決方案。不過，艾偉對此表示，這一解決方案“目前主要是幫助運營商搭建一個可以互聯(lián)互通并且具備兼容性、同時達到5G標準承諾性能的能力。”這對于電信運營商下一步進行網(wǎng)絡指標驗證以及大規(guī)模網(wǎng)絡部署，將起到推動作用。另外他還表示，華為將配合運營商在明年6月進行友好用戶測試時推出5G智能手機。

說了這么多，下個月10月16日搭載麒麟980的華為Mate 20系列將會正式發(fā)布，是不是“性能爆炸”，到時候大家一驗便知。