(本文來自新智元微信號,本文作為轉載分享。)
“穩(wěn)了”!
昨天,在蘋果2018秋季新品發(fā)布會剛剛結束后的凌晨3點零1分,華為消費者BG CEO余承東在微博上發(fā)文:“穩(wěn)了,我們十月十六日倫敦見!”
10月16日,倫敦,正是華為下半年旗艦機 Mate20 系列的發(fā)布時間和地點。
隨后,“華為終端公司”微信號發(fā)布海報,標語為——“謝謝你,給了我們做英雄的機會”。
這簡直就像某老壇酸菜牛肉面的廣告最后直接說別人抄襲一樣,華為要表達的意思也再明顯不過。
今年,蘋果的新品外觀雖無太大新意,價格反而讓人“驚喜”:“廉價版”iPhone XR起售價6499元,頂配版iPhone XS MAX則高達12799元。
缺乏新意卻昂貴的蘋果新品,可能讓中國消費者有更多的興趣關注國產手機。在這樣一個日子里,華為這一波操作不僅引起輿論熱議,熱心網友還紛紛在線激情P圖,為華為助威,順帶把華為送上了微博熱搜。
蘋果A12 vs 華為麒麟980:究竟誰才是全球首款7納米AI芯片?
這次輿論關注的一個最大焦點,是蘋果和華為雙方都在各自發(fā)布會上公開宣稱為“全球首款7納米手機SoC”的蘋果A12和華為麒麟980。
芯片決定了手機應用程序的種類和性能,先把誰是“全球首款”這個問題放在一邊,新智元根據(jù)公開資料,整理了A12和麒麟980的性能規(guī)格對比:
A12仿生:iPhone 迄今最智能、 最強大的芯片
根據(jù)蘋果公司的說法,這種神經網絡引擎每秒能執(zhí)行 5 萬億次運算,是之前的八倍,消耗的能量只有之前版本的十分之一。
在開始拆解分析蘋果A12仿生之前,我們應該提一下去年A11仿生的重要升級也很重要。該處理器采用全新的性能控制器,允許 A11 同時運行所有六個內核,以實現(xiàn)密集型工作負載。蘋果在移動硬件領域真正改變了游戲規(guī)則,這一事實鞏固了蘋果在智能手機處理器頂端的領先優(yōu)勢。
回到A12仿生,在 CPU 核心中,有兩個是為性能而設計的,比前一代 A11 仿生芯片快 15%。其他 4 個 CPU 核心都是為提高效率而設計的,比 A11 仿生芯片節(jié)能最高達 50%。系統(tǒng)可以決定如何組合分配三種類型的核心,以最高效地運行任務。
A12仿生的 GPU 為四核心,與 A11 仿生相比速度提升 50%。對于這個四核心的GPU,除了知道它是定制設計的外,現(xiàn)在還沒有任何公開架構細節(jié)。這個GPU最早出現(xiàn)在A8上,具有定制的著色器核心(shader core)和編譯器。蘋果去年正式與Imagination Technologies分道揚鑣,但早在那之前蘋果就開始著手自研定制設計。
最大的重頭戲是8核心的神經網絡引擎,這是蘋果處理器升級的真正優(yōu)勢。A11的神經網絡引擎只有兩個核心,A12將其增加到8個——相應地,峰值性能增加到5 TFLOPS,即每秒執(zhí)行 5 萬億次運算。這是8倍的提升,顯示出密集SoC的強大優(yōu)勢。此外,A12的ISP(圖像信號處理器)也加持了神經網絡引擎,新iPhone系列的智能HDR效果有了大幅提升。
最后,半精度浮點數(shù)(16 位)也出現(xiàn)在 A12 上。 在 A8 之后,Apple 開始轉向 16 位,A12 的神經引擎也是如此。這使得芯片可以快速執(zhí)行操作并節(jié)省電力。
神經網絡引擎能力的提升,也增強了新 iPhone 的機器學習能力,包括發(fā)送信息、拍照、人像模式、AR 功能、甚至原彩顯示,都可以調用神經網路引擎進行學習優(yōu)化。包括 Siri 在 iOS 12 中也擁有更強的學習功能,可以深度學習用戶的使用路徑與習慣。值得一提的是,這些神經網絡功能的運算調用,所消耗的電量僅為前代產品的十分之一。
A12仿生的神經網絡引擎也開放給 Core ML 平臺,Core ML 運行速度比 A11 仿生提高 9 倍。開發(fā)者可將強大、實時的機器學習應用到自己的 app 中,讓學習在 iPhone 上即可進行。
VLSI 研究分析師 G. Dan Hutcheson 稱,A12 仿生芯片是 “一項令人印象深刻的壯舉”,他說該芯片 “表明沿著摩爾定律這條路走下去,對各廠家來說仍然有吸引力”。
麒麟 980:創(chuàng)造了 6 個世界第一
華為的麒麟 980 芯片于 8 月 31 日在柏林 IFA 2018 上亮相。它將 69 億個晶體管封裝在一塊 1 平方厘米的芯片上。
華為宣稱,麒麟 980 創(chuàng)造了 6 個世界第一:
1、全球最早商用的臺積電 7nm 工藝的手機 SoC 芯片
2、全球首次實現(xiàn)基于 ARM Cortex-A76 開發(fā)的商用 CPU 架構,最高主頻可達 2.6GHz
3、全球首款搭載雙核 NPU
4、全球最新采用 Mali-G76 GPU
5、全球最先支持 LTE Cat.21,峰值下載速率 1.4Gbps,達到業(yè)內最高
6、支持全球最快 LPDDR4X 顆粒,主頻最高可達 2133MHz,同樣業(yè)內最高
具體來說,麒麟 980 是第一款使用基于 Arm Cortex-A76 處理器的芯片,與其前身 A73 和 A75 相比,性能提高了 75%,效率提高了 58%。
它有 8 個內核,2 個是基于 A76 的大型高性能內核,2 個同樣是 A76 的中等性能內核,以及 4 個基于 Cortex-A55 設計的小型高效內核。這個系統(tǒng)運行在 ARM big.LITTLE 架構的一個變體上,其中大型處理器處理即時、密集的工作負載,小型處理器負責持續(xù)的后臺任務。
麒麟 980 的 GPU 組件稱為 Mali-G76,與上一代相比,它的性能提升了 46%,效率提升了 178% 的。麒麟 980 芯片還有一個雙核神經處理單元。用業(yè)界最常用的圖像識別速率做標準,使用雙核 NPU 的麒麟 980 每分鐘識別圖片的數(shù)量達到 4500 張,比 970 增加了一倍多。
華為還設計了一個名叫 “Flex-Scheduling” 的智能調度機制,能根據(jù)手機運行的應用智能地進行三級的調度,比如播放音樂就只需要一個小核,使用社交軟件就動用中核,當有很多大量的負載,比如玩大型游戲時,就會使用大核。
蘋果華為相爭,臺積電成最大贏家
很難說蘋果A12仿生和麒麟980誰是真正的“王者”。光看數(shù)據(jù),蘋果強調每秒計算次數(shù),華為強調圖像識別速度,誰更厲害可能要等 10 月 16 日搭載麒麟 980 的華為 Mate 20 系列正式發(fā)布,拿真機測評才知道。
不過,A12處理器最傲人的是神經網絡引擎的強化,一下子比上代提升9倍,有網友認為相比980的NPU可能是碾壓級的。
蘋果A12也好,華為麒麟980也罷,如果非要指名點姓說一家,誰才是真正的“全球首款7納米芯片”,那答案則是生產這兩種芯片的臺積電。
事實上,現(xiàn)在的市場形勢對臺積電非常有利。
全球第二大晶圓代工廠格芯 (Global Foundries) 上月底宣布,將無限期擱置7納米投資計劃。
格芯執(zhí)行長 Tom Caulfield表示,執(zhí)行此計劃的背后原因是:無法承受與三星和臺積電的競爭壓力。該公司希望避免將其大部分研究和設備預算,投入到可能永遠無法獲得回報的工作中。
格芯的重要客戶是AMD,主要代工AMD的Ryzen、Radeon芯片。而此項宣布將使AMD將轉向臺積電。
這對臺積電來說也是一份意外之喜,據(jù)報道,AMD的相關訂單價值高達15億美元,但目前臺積電是唯一量產7nm代工廠,未來兩三年還有可能增加到50億美元。
盡管其他有可能角逐霸主之位的三星和英特爾也曾表示預定在2018年提供代工業(yè)者7納米節(jié)點的對應技術,但臺積電在這一方面仍處于領先位置。
為了摩爾定律“續(xù)命”,臺積電也拼了老命
至于臺積電本身,為了給摩爾定律“續(xù)命”,這家半導體巨頭也可謂是拼了老命。
在大多數(shù)人感嘆摩爾定律已經走向完結的當口,除了早早投入7納米工藝研發(fā),并于2017年第二季度進入試產階段。
臺積電使用DUV光刻的第一代7nm FinFET與此前10nm FinFET制程相比,7nm FinFET將可在晶體管數(shù)量不變的情況下使芯片尺寸減少37%,或在電路復雜度相同的情況下降低40%的功耗。
為了滿足聯(lián)發(fā)科、海思和高通等無晶圓廠客戶不斷增長的需求,臺積電還提前在2018年第二季度將7納米工藝技術推向大規(guī)模生產。
據(jù)***當?shù)孛襟wDIGITIMES今年6月報道,有消息人士稱,臺積電已經收到越來越多的7納米訂單,還有更多的無晶圓廠客戶打算跳過10nm工藝,轉而直接使用7nm。
2016年,臺積電就對外宣稱,預計投入250億美元,建設制造5納米工藝芯片的工廠,并計劃于2020年上半年推出5納米工藝的芯片。
不僅如此,臺積電還表示,計劃在2022年之前籌建并運營全球首個3nm半導體晶圓廠,雖然有關其對環(huán)境潛在影響的公眾聽證會還在進行中,并且有可能減緩其計劃。
但無論如何,3納米已經逼近芯片上能容納晶體管數(shù)量的極限,再往下縮就不得不考慮電子的量子效應。IBM高管在日前在一次公開發(fā)表會議上說,3年內量計算機就將成為現(xiàn)實。
在摩爾定律這條路上,在代工廠這個商業(yè)模式上,臺積電非常成功,現(xiàn)在以及未來幾年也將很輝煌,但良品率和研發(fā)投入高昂的5納米、3納米工藝,性價比是否真的值得?
最終,由此帶來的性能提升,以及費用增長,都將落到消費者身上。
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