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紫光:沒有2億美元 別想開一顆6nm的芯片

2020-02-28
來源:網易科技
關鍵詞: 紫光 芯片 5G

  2019年是5G商用的元年,各大手機品牌爭先推出5G手機。不過,5G目前是旗艦級手機才具備的功能。因此,5G手機什么時候才能人人都買得起多次成為焦點話題。

  從5G處理器的角度看,或許紫光展銳最新發(fā)布的第二代5G SoC虎賁T7520的大規(guī)模商用之時,我們也將迎來5G手機的大規(guī)模普及。

  

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  超2億美元打造的5G SoC如何?

  本周三,紫光展銳發(fā)布了第二代5G智能手機平臺虎賁T7520,這是全球首款采用6nm EUV工藝的芯片。先進的工藝也意味著昂貴。紫光展銳首席執(zhí)行官楚慶在發(fā)布會上表示:“沒有2億美元,別想開一顆6nm的芯片。”

  僅流片成本就超過2億美元,總體成本超2億美元的5G SoC——虎賁T7520,CPU采用4個 Arm Cortex-A76核心,4個 Arm Cortex-A55核心,GPU采用 Arm Mali-G57核心。

  

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  5G性能方面,基于紫光展銳新一代5G技術平臺馬卡魯,虎賁T7520支持5G NR TDD+FDD載波聚合,以及上下行解耦技術,可提升超過100%的覆蓋范圍。同時支持 Sub-6GHz 頻段和NSA/SA雙模組網,支持2G至5G七模全網通,在SA模式下,下行峰值速率超過3.25Gbps。還支持雙卡雙5G以及EPS Fall back、VoNR高清語音視頻通話。

  AI性能,虎賁T7520集成新一代NPU,相比上一代實現(xiàn)了優(yōu)異的功耗控制,能效(TOPS/W)相對上一代產品提升超過50%。

  多媒體處理性能方面,虎賁T7520搭載的是紫光展銳自主研發(fā)的第六代影像引擎Vivimagic解決方案和第二代FDR ( Full Dynamic Range ) 技術,專用AI加速處理器,全新升級的四核ISP架構,支持高達一億像素的超高分辨率和多攝處理能力。

  另外,虎賁T7520采用全新一代多核顯示架構,最高支持120Hz的刷新率,全通路、全格式HDR標準渲染能力,多屏顯示最高可支持4K HDR 10+,能極大提升用戶在高幀率類競技游戲、5G超高清視頻觀影、AR/VR等視覺沉浸式場景上的體驗。

  安全性上,虎賁T7520采用了展銳第二代集成安全方案,將金融級iSE安全單元集成在SOC中,相較外置SE,更難攻擊定位,安全性更高。

  在六大特性中,我們重點關注工藝、5G性能以及AI。

  全球首款6nm EUV芯片年內量產

  6nm對于大部分人而言并不熟悉,因為目前商用的最進的半導體制程是7nm以及7nm EUV,今年多款處理器將會轉向5nm節(jié)點。在去年臺積電的中國技術論壇期間,臺積電全球總裁魏哲家就透露,7nm+之后,臺積電先推出的并非6nm而是5nm。

  

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  魏哲家解釋稱,6nm(N6)之所以選擇在7nm+和5nm后推出,是希望借助7nm+和5nm的經驗,讓6nm比7nm+有更優(yōu)的邏輯密度,且與7nm的IP相容,使用7nm+工藝的IP可以繼續(xù)使用6nm工藝,減少制程復雜度的同時降低成本。

  雷鋒網也了解到,在臺積電的規(guī)劃中,7nm將會是一個過渡節(jié)點,6nm則是一個主要節(jié)點,預計會在相當長的一段時間內都扮演重要的角色。

  也就是說,紫光展銳第二代5G SoC選擇的是一個未來的主流節(jié)點,這是降低風險的一個合理選擇。

  

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  紫光展銳首席執(zhí)行官楚慶

  楚慶解釋,EUV對于光刻機來講是一個革命性的提升,它重新讓摩爾定律獲得了生命,業(yè)界第一個使用EUV的工藝節(jié)點是7納米。我們沒有選擇7納米,而是選擇的6納米,這是因為,6納米對于EUV的使用達到了一個更加成熟的新節(jié)點,它所體現(xiàn)的技術優(yōu)勢非常之充分。

  用數(shù)字來體現(xiàn)這種量化的優(yōu)勢,相比上7nm,6nm EUV晶體管密度提高了18%,這將使芯片單位面積內集成更多的晶體管,芯片功耗降低8%,可提供更長的續(xù)航時間。

  

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  從長遠來看,紫光展銳能夠降低成本。臺積電已經說了,6nm將會在很長一段時間扮演重要角色。楚慶也說了,流片6nm的芯片成本至少2億美元。把雙方的表態(tài)合起來看,就可以明白,雖然紫光展銳首款6nm EUV的成本高達2億美元,但未來使用這個工藝的IP在很長一段時間仍能夠復用,未來也就能夠節(jié)省很多開發(fā)成本。從紫光展銳整體的5G戰(zhàn)略而言,無疑一個降低風險和增加收益的選擇。

  據(jù)悉,虎賁T7520將會在年內量產。

  5G覆蓋能力提升1倍,功耗降低35%

  6nm EUV能夠帶來的是整顆SoC性能和功耗的提升,具體到5G,新一代的平臺又帶來了哪些提升?在接受雷鋒網(公眾號:雷鋒網)等媒體采訪時,紫光展銳執(zhí)行副總裁周晨明確,虎賁T7520集成的5G調制解調器并非春藤V510,而是基于新一代的馬卡魯平臺。但他并未透露新一代5G基帶的具體名稱。

  

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  紫光展銳執(zhí)行副總裁周晨

  不過,新一代平臺的5G功能顯然更強大和更實用。這其中的一大亮點是,虎賁T7520集成的全場景覆蓋增強5G調制解調器支持5G NR TDD+FDD載波聚合,以及上下行解耦技術,可提升超過100%的覆蓋范圍。

  

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  載波聚合有什么意義呢?楚慶解釋,對于移動的場景,比如在高速公里上的汽車或者高鐵上,F(xiàn)DD就非常有優(yōu)勢。如果是在高密度通信的場景,TDD在頻譜的利用率上又能展現(xiàn)出無可比擬的優(yōu)勢。

  高通上周發(fā)布的最新一代基帶驍龍X60的特性之一也是支持TDD與FDD載波聚合。

  除此之外,紫光展銳還有一項特別重要的創(chuàng)新。楚慶說:“上行增強技術也是虎賁T7520的一個特別重要的創(chuàng)新,我們增強了上行發(fā)射功率,里邊包含了一些新的幀技術把它增強,增強后使上行跟下行信號質量一樣好,即便是鋰電池支持的小型無線裝備,也能夠跟公平電支撐的基站相媲美?!?/p>

  這個技術可為小區(qū)近點提升60%上傳速率,解決了增強VR、4K/8K超高清視頻直播等業(yè)務需要更大上行帶寬的痛點。

  周晨也介紹,“使用5G時,可能會出現(xiàn)在某一個位置上我們看到手機上顯示的信號挺好,但就是感覺不通暢。這是因為在高頻段下手機發(fā)射功率和基站功率不一致,導致有些點能收到基站的信號,但數(shù)據(jù)發(fā)不到基站。而我們的全場景覆蓋增強技術,能讓用戶能夠明顯感覺到基于我們的全場景覆蓋增強技術,在數(shù)據(jù)傳輸信號的體驗上能夠做到上行增加了100%的覆蓋,做到上下行是平衡的?!?/p>

  但是,如果功耗隨著性能的增強而增加,將是消費者無法接受的。不過紫光展銳給出的數(shù)據(jù)顯示,虎賁T7520相比上一代虎賁T7510可,5G數(shù)據(jù)場景下整體功耗降低35%,5G待機場景下功耗降低15%。

  功耗的降低主要來源于三個方面的技術提升。周晨接受采訪時說:“首先是得益于我們采用的最先進6nm EUV工藝,這帶來了至少8%的功耗降低。其次,多模融合把5G和前年幾代通信技術都做了很好地融合,這個融合在前一代馬卡魯平臺的基礎上進一步提升,升級的融合架構下能夠體現(xiàn)出最好的性能和穩(wěn)定性和功耗。還有,我們有非常多細致的分配技術來匹配不同的場景,并且運用了AI的技術,對5G基帶也進行了智能分配,來達到功耗降低的效果?!?/p>

  楚慶補充,“降低功耗首先是需要更高效的硬件,但最終決定用戶體驗很大程度取決于軟件。需要軟件做到精準判斷,根據(jù)不同的場景調配不同的資源。我們使用了AI技術對場景做智能的判斷,希望5G手機的續(xù)航能夠和4G一樣甚至更長?!?/p>

  

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  NPU性能可達8TOPS以上

  紫光展銳去年8月發(fā)布虎賁T710應用處理器的時候,其AI 跑分曾在蘇黎世聯(lián)邦理工學院AI Benchmark跑分榮登榜首。而最新發(fā)布的虎賁T7520集成的是新一代NPU,相比上一代平臺,算力大幅度提升,同時通過創(chuàng)新的架構設計實現(xiàn)了更優(yōu)的功耗。官方說法是,能效相比上一代提升超過50%。

  

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  周晨透露,虎賁T7520 NPU提供的性能比4TOPS至少大一倍。

  為什么需要這樣的AI算力?從目前的情況看,5G會帶來分辨率更高的各種實時高清視頻,AR、VR也被看好會隨著5G的普及而爆發(fā)。周晨說:“從技術的角度講,要做到實時高清視頻的分割或其他處理,至少需要4TOPS以上的能力,并且AI應用還會疊加,這樣就需要更高的AI算力。我們定義虎賁T7520的時候考慮的是未來兩三年的需求,所以我們提供了這樣的AI性能?!?/p>

  雷鋒網我此前也報道,Arm去年推出的AI IP就提供的是1-4TOP/s的算力。

  與5G基帶一樣,如何才能實現(xiàn)更高AI性能的同時控制好耗也是一大挑戰(zhàn)。對此,周晨表示:“我們對手機主要的場景用到的模型做了整體的分析后發(fā)現(xiàn),對性能訴求最強的是實時性的某些圖像視覺類的算法。在這些算法持續(xù)工作的時候會產生大量的能量和熱,對性能會產生影響。我們在設計時就針對于這一類的場景做了更多的硬件級的工作,用專用硬件電路確保對性能要求特別高的場景有更高效率,最后得到相對更好的能效比?!?/p>

  紫光展銳將推動5G手機的普及

  可以看到,紫光展銳最新一代5G SoC,雖然CPU、GPU、基帶并非業(yè)界最頂級,但依舊展現(xiàn)出了不俗的競爭力。這當然與紫光展銳的定位和目標有關,楚慶表示,“紫光展銳的5G技術跟一線廠商是同一條線,但我們進入市場的目標不一樣,有一些廠商屬于高舉技術大旗引領式,紫光展銳是為最大多數(shù)用戶服務,這是我們的定位。”

  目前紫光正在用其第一代5G解決方案虎賁T7510(春藤V510 + 虎賁T710應用處理器)推動5G的普及。這一方案已經被搭載到海信5G手機F50上,這款手機也即將上市。

  另外,采用春藤V510的中國聯(lián)通自有品牌5G CPE VN007也已經推出,這款CPU能同時支持4G /5G無線及有線方式上網,內置5G全頻段天線,支持n78/n41/n79等5G主流頻段,基本實現(xiàn)了全網覆蓋,下載速率可達2.3Gbps,環(huán)形布局設計,360度信號覆蓋,售價僅為999元。

  除此之外,OEM廠商和解決方案提供商基于春藤510開發(fā)的終端形態(tài)還有模組、MiFi、機頂盒、AR 、VR、IP攝像頭、工業(yè)網關、直播機、自動導引運輸輛(AGV)、無人機等。在2020年將有數(shù)十款搭載春藤V510的5G終端實現(xiàn)商用。

  至于虎賁T7520正式的商用時間,楚慶表示:“虎賁T7520正在制定市場策略,另外,我們要聽客戶的意見什么時候合適對外宣布?!?/p>

  那么,等到首款6nm EUV 5G SoCial量產,性能和體驗更好的虎賁T7520大規(guī)模應用,5G整個產業(yè)鏈協(xié)更成熟之時,我們就將迎來5G手機的大規(guī)模普及。


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