În 2019, Salonul Internațional de Electronică pentru Consumatori (IFA2019) a fost deschis la Berlin, Germania. Așa cum ne așteptam, Huawei a organizat astăzi un nou produs lansat la IFA2019, lansând cele mai noi produse din seria sa de cip Kirin, și anume Kirin 990 și Kirin 990 5G. Dintre acestea, majoritatea specificațiilor primului flagship 5G SoC din lume - Kirin 990 5G și Kirin 990 sunt aceleași. Pe lângă suportul 5G, există doar o mică diferență între cele două.

Parametrii Huawei Kirin 990

Kirin 990 5G este primul soi-pilot 5G SoC lansat de Huawei. Este cea mai mică soluție de cip mobil 5G din industrie. Bazat pe cel mai avansat proces 7nm + EUV din industrie, modemul 5G este integrat în SOC pentru prima dată. Este primul care sprijină arhitectura dublă NSA / SA și banda de frecvențe complete TDD / FDD. Bazat pe capacitatea excelentă de conectare 5G a Baron 5000, Kirin 990 5G atinge o rată de descărcare de vârf de 2.3 Gbps în banda Sub-6GHz, cu o rată de vârf în amonte de 1.25 Gbps.

Acest cip este primul SoC-pilot cu arhitectura DaVinci NPU. Designul său inovator al arhitecturii micro-core NPU big core + NPU este ideal pentru performanțe superioare și eficiență energetică pentru scenarii de calcul mari. În ceea ce privește CPU, Kirin 990 utilizează o arhitectură eficientă din trei nuclee cu două nuclee mari + două nuclee medii și patru nuclee mici, cu o frecvență maximă de 2.86 GHz. GPU este echipat cu un Mali-G16 cu nucleu 76. Noul Smart Cache la nivel de sistem implementează descărcare inteligentă, care economisește lățimea de bandă și reduce consumul de energie.

În ceea ce privește jocurile, Kirin 990 5G este actualizat la Kirin Gaming + 2.0 pentru a obține o colaborare eficientă a bazelor și soluțiilor hardware. În ceea ce privește fotografia, Kirin 990 5G adoptă noul ISP 5.0 și acceptă pentru prima dată tehnologia BM3D (Block-Matching și filtrare 3D) de reducere a zgomotului hardware cu un singur revers pe cipul mobil. Drept urmare, scena cu lumina întunecată este mai luminoasă și mai clară. Mai mult decât atât, acest cip vine cu prima tehnologie de reducere a zgomotului video comună cu două domenii duble. Procesarea zgomotului video este mai precisă, filmarea video nu este frică de scenele întunecate. Tehnologia de redare video post-procesare în timp real se bazează pe segmentarea AI. Imaginea video ajustează cadrul de culoare după cadru, iar videoclipul smartphone-ului prezintă textura filmului. HiAI Open Architecture 2.0 a fost actualizat din nou. Cadrul și compatibilitatea operatorilor au atins cel mai înalt nivel din industrie. Numărul de operatori este de până la 300+. Suporta toate modelele de cadru mainstream din industrie, oferind dezvoltatorilor o cablă de instrumente mai puternică și completă și permițând dezvoltarea aplicațiilor AI.

Ce avantaje aduce?

Privind înapoi la specificațiile de bază ale cipului din seria Kirin 990, veți vedea că primul punct tehnic important al Kirin 990 5G este tehnologia procesului folosind o nouă generație de litografii 7nm + EUV. Într-adevăr, pentru un cip, procesul său este adesea prima preocupare a fanilor. Deci, ce înseamnă nodul proces 7nm + utilizat de Kirin 990 5G? Care este așa-numita tehnologie de litografie EUV? Să săpăm mai adânc.

Credem că vă mai amintiți că Kirin 980 lansat anul trecut este primul cip mobil din lume care folosește tehnologia procesului 7nm. După aceea, 7nm devine standardul cipului mobil flagship. Dar, de fapt, cipul de 7nm pe care l-am folosit pe smartphone nu folosește un proces complet de 7 nm sau nu eliberează complet avantajul de 7 nm. De aceea, îl numim proces de prima generație 7nm, iar 7nm + este cel de-al doilea proces de 7 nm.

În luna mai a acestui an, s-au scurs noutățile referitoare la producția în masă a procesului 7nm +. Este prima dată când procesorul mobil merge la o producție în masă folosind tehnologia litografiei EUV. Acest lucru a făcut ca Intel și Samsung să fie lider în industrie.

Evident, Huawei Kirin 990 5G este primul lot de SoC mobil care folosește tehnologia procesului 7nm +. Deci, ce înseamnă acest proces 7nm +? Care este diferența dintre aceasta și tehnologia de proces 7nm din prima generație?

În primul rând, trebuie să înțelegem dificultatea nodului procesului 7nm.

Știm că cipul este format dintr-un număr mare de tranzistoare. Tranzistorul este, de asemenea, cel mai de bază nivel al cipului. Conducerea și trunchierea fiecărui tranzistor reprezintă 0 și 1. Chiar și milioane de tranzistoare reprezintă zeci de milioane sau chiar sute de milioane de 1 sau 0. Acesta este principiul de bază al calculării cipurilor. Fiecare tranzistor este foarte mic.

În structura tranzistorului, „Poarta” este responsabilă în principal de controlul pornirii și opririi Sursei și a scurgerii la ambele capete, iar curentul curge de la sursă la canal. În acest moment, lățimea porții determină pierderea la trecerea curentului, iar consumul de căldură și energie electrică este exprimat. Cu cât este mai mică lățimea, cu atât consumul de energie este mai mic. Lățimea porții (lungimea porții) este valoarea în procesul XX nm.

Pentru producătorii de cipuri, este firesc să se străduiască pentru o lățime mai mică a porții. Dar atunci când lățimea se apropie de 20 nm, capacitatea de control poartă spre curent scade brusc, rata de scurgere crește în consecință, iar dificultatea procesului de producție crește și ea. Cu toate acestea, după cum știți, această problemă a fost rezolvată și nu este extinsă aici. Iar atunci când procesul va continua să se micșoreze, dificultatea va fi sporită în continuare. Oamenii găsesc că soluția inițială nu funcționează și a adus un alt truc. Prin urmare, la începutul nodului 10nm, producătorii de cipuri au întâmpinat dificultăți în faza de producție.

Când procesul de dimensiune a tranzistorului este redus în continuare, mai mic decât 10 nm, se vor produce efecte cuantice. Aceasta este ceea ce numim limita fizică. Caracteristicile tranzistorului vor deveni dificil de controlat. În acest moment, dificultatea de fabricație a cipului crește în mod exponențial. Nu este doar o dificultate din punct de vedere tehnic, dar necesită și o investiție de capital.

Deci, care este îmbunătățirea celor două generații de tehnologie de la 7nm la 7nm +?

Din introducerea de mai sus, am înțeles că, odată cu avansarea continuă a procesului de cip, dificultatea producției de cipuri a crescut și exponențial. Specific procesului de fabricare a cipurilor, există unul dintre cele mai importante procese, dezvoltarea și gravarea.

După cum puteți vedea, lumina este proiectată printr-o mască (numită și reticul) cu un model de circuit integrat pe placa acoperită cu fotorezistență pentru a forma un „model” expus și neexpus. Este apoi gravat de o mașină de litografiere.

Aceasta este doar o explicație a imaginii. Procesul propriu-zis este extrem de complicat. Dar ceea ce trebuie să știm este că alegerea sursei de lumină în acest proces este foarte importantă. Alegerea sursei de lumină este de fapt lungimea de undă a luminii selectate. Cu cât lungimea de undă este mai scurtă, cu atât dimensiunea reală poate fi mai mică.

Înainte de aceasta, cea mai avansată a fost litografia ultravioletă profundă (DUV), care este și un laser excimer, incluzând laserul excimer KrF (lungimea de undă a 248 nm) și laserul excimer ArF (lungimea de undă a 193 nm). Mai avansat decât DUV este EUV, care înseamnă lumină extrem de ultravioletă.

Litografia ultravioletă extremă are o lungime de undă de până la 13.5 nm. Saltul este foarte evident. Este evident mai potrivit pentru procesul de fabricație a cipurilor 7nm, care pot crește mult densitatea tranzistoarelor și pot reduce consumul de energie. Huawei a spus că suprafața generală a cipului Kirin 990 nu s-a schimbat în comparație cu 980. Numărul tranzistoarelor incluse a crescut foarte mult, ajungând la un uimitor tranzistoare 10.3 miliarde. Astfel, acesta este primul cip mobil cu mai mult de 10 miliarde de tranzistoare. În afară de aceasta, acesta este clar legat de adoptarea tehnologiei de proces 7nm +. Creșterea numărului de tranzistoare înseamnă o creștere a puterii de procesare a cipurilor. În comparație cu procesul tradițional 7nm, seria Kirin 990 are o creștere a densității tranzistorului cu 18%, eficiența energetică a crescut cu 10%, iar operarea AI va economisi mai multă energie.

În plus, producția de cipuri de 7 nm nu este numai EUV, dar avantajele litografiei EUV sunt mai evidente. DUV poate fi, de asemenea, utilizat pentru a produce cipuri de 7 nm. Primele jetoane de 7nm de anul trecut au fost încă utilizate în litografia DUV.

Prin urmare, utilizarea litografiei EUV este, de asemenea, cheia pentru a distinge procesul 7nm de a doua generație de prima generație. Dar această tehnologie este foarte dificil de utilizat. Și sunt multe dificultăți de rezolvat. De exemplu, aparatul de litografiere EUV are o eficiență luminoasă de numai aproximativ 2%. Iar puterea activă este doar 250W, care nu poate îndeplini scopul de a graba eficient placa. În plus, moleculele de aer interferează și cu lumina EUV. Deci, mediul de vid este necesar pentru litografia EUV. Pentru a rezolva producția în masă a procesului 7nm +, Huawei a investit într-un număr mare de experți de proces pentru cercetare și dezvoltare, cu mai multe verificări 5,000 și un număr mare de experimente. Principalul obiectiv al acesteia este, în mod evident, rezolvarea aplicării dificultăților tehnologiei litografiei EUV.

Desigur, în consecință, știm deja că tehnologia procesului 7nm + a fost produsă cu succes în masă. De asemenea, Kirin 990 a folosit pentru prima dată această tehnologie avansată - rețineți că aceasta este comercială, iar smartphone-ul din seria Huawei Mate 30 va fi lansat pe 19 septembrie.

Fără îndoială, odată cu lansarea cipului Kirin 990 5G, procesul 7nm + va fi standardul tehnologic de proces principal pentru cipul flagship mobil, la fel ca procesul 7nm condus de Kirin 980 anul trecut.