HiSilicon Kirin 990: una centrale elettrica 5G

By | Settembre 11, 2019
HiSilicon Kirin 990: una centrale elettrica 5G

HiSilicon ha lanciato il suo nuovo processore mobile di fascia alta (o SoC) noto come Kirin 990 all’IFA di Berlino. Kirin 990 è il nuovo chip che dovrebbe alimentare sia i dispositivi di fascia alta che quelli premium di Huawei / Honor per i prossimi 12 mesi. HiSilicon è una filiale di Huawei.



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Kirin 990 e Kirin 990 5G apportano una vasta gamma di miglioramenti, ma i più visibili per i consumatori saranno le prestazioni della CPU, della grafica e della memoria e il 5G integrato. L’integrazione del 5G può avere un impatto duraturo sul costo, dimensioni e durata della batteria del telefono.

Modem 5G integrato (Kirin 990 5G)

Quando il 5G è stato lanciato all’inizio di quest’anno, i telefoni hanno utilizzato due unità modem: il processore principale (SoC) con un modem LTE 4G integrato e un modem 5G esterno.

Questo è un tipico primo passo quando arriva una nuova tecnologia modem, ma ha degli aspetti negativi che includono la necessità di più spazio interno e l’utilizzo di più energia perché sono necessarie entrambe le unità 4G e 5G attive per ricevere il segnale ed elaborarlo.

L’integrazione del modem 5G nel SoC evita le suddette insidie, ed è ciò che HiSilicon ha fatto con il chip Kirin 990. L’unità 5G ora può condividere potenza e risorse con il resto del chip. Huawei afferma che la sua soluzione richiede circa il 36% di spazio sulla scheda in meno rispetto a quelli della concorrenza di Samsung (modem Exynos 9825 + 5100) o Qualcomm (modem Snapdragon 855 + X50).

Tuttavia, l’implementazione 5G di Kirin non è completa: la tecnologia mmWave (onde millimetriche), uno dei due principali protocolli radio del 5G, non è supportata. Concorrenti come Qualcomm la supportano nei loro prodotti, anche se non tutti i produttori di telefoni hanno attivato mmWave, forse perché la loro nazione non la supporta. A seconda dell’operatore, questo potrebbe essere o non essere un problema.



Alcuni gestori fanno affidamento su mmWave perché consente loro di raggiungere velocità incredibili quando la connettività è eccellente. Molti vettori usano Sub-6Ghz (“Sub-6”) che è una radiofrequenza più versatile, ma che non è in grado di offrire le prestazioni più veloci del 5G.

Infine, è probabile che la copertura di Sub-6 sia migliore di mmWave per il prossimo anno o due, perché impiega molto tempo nell’implementare una forte rete di mmWave, quindi statisticamente, è più probabile che tu sia su Sub-6 o addirittura 4G LTE, che rimane lo sfondo per il 5G.

Migliore processore d’immagine per migliori prestazioni della fotocamera

Tutti i chip mobili includono uno o due Image Signal Processor (ISP) per supportare i calcoli richiesti per le immagini in arrivo da una o più fotocamere. L’ISP fa il duro lavoro quando si tratta di elaborazione delle immagini perché sono le uniche unità in grado di eseguire alcuni algoritmi di immagine ad alta velocità su decine di milioni di pixel.

Quest’anno, HiSilicon sta promuovendo un migliore approccio di riduzione del rumore basato su ISP chiamato BM3D, che sta per block-matching e filtro 3-D, che è probabilmente l’algoritmo di denoising più potente che può essere eseguito in tempo reale, grazie a unità specializzate come come ISP. Esistono tecniche ancora migliori, come WNNM, ma per il momento non possono essere eseguite in tempo reale.

Per natura dell’algoritmo BM3D, il de-noise può essere applicato in modo molto efficiente su foto con singolo fotogramma o foto o video con più fotogrammi.

BM3D funziona trovando più blocchi con modelli simili, all’interno della stessa foto o su più fotogrammi. Poiché il rumore è casuale per natura, BM3D può trovare somiglianze tra i blocchi per trattare alcuni tipi di differenze (sopra una certa soglia) come “rumore” e rimuoverlo.

Prestazioni grafiche

Kirin 990 presenta un design simile a un processore grafico (GPU) rispetto al Kirin 980 dell’anno scorso, con una differenza cruciale: contiene il 60% in più di unità di elaborazione, passando da 10 a 16.

Ecco come la GPU può ridimensionare le prestazioni in modo quasi lineare. Poiché la grafica è “illimitata dal punto di vista computazionale”, il lancio di più unità di calcolo sul problema lo accelera immediatamente.

Oltre alle unità extra, HiSilicon sta anche aggiungendo un sistema di memoria condivisa chiamato “Smart cache”. È una piccola memoria ultraveloce per chip, che diverse sottounità possono utilizzare per condividere i dati, invece di tornare alla RAM.

È destinato a ridurre il rallentamento dell’accesso alla RAM in alcune situazioni e Huawei afferma che ciò aumenta l’efficienza energetica della grafica di circa il 20%, inducendo un risparmio energetico di circa il 12%.

Questo riporta Huawei saldamente nella corsa alle prestazioni per i giochi. Come abbiamo dimostrato nelle nostre varie recensioni di smartphone, Kirin 980 era in ritardo delle prestazioni grafiche nei confronti di Snapdragon 855 del 14% -27% a seconda del test. Huawei afferma che ora ha un vantaggio del 6% su Snapdragon 855, in linea con l’hardware aggiuntivo che Kirin 990 sta ottenendo.

Prestazioni di CPU e memoria

Per far fronte alle prestazioni della CPU, HiSilicon ha aumentando la frequenza operativa massima delle CPU di tutte e tre le isole CPU. Gli 8 core della CPU di Kirin 980 e Kirin 980 sono separati in tre isole, con diverse velocità di clock (frequenze operative):

  • Massime prestazioni: 2x Cortex A76 a 2,86 GHz (da 2,60 GHz) + 10%
  • Alte prestazioni: 2x Cortex A76 a 2,36 GHz (da 1,92 GHz) + 23%
  • Efficienza energetica: 4x Cortex A55 a 1,95 GHz (da 1,8 GHz) + 8,3%

Le prestazioni sono ottime e potrebbero aiutare nei compiti dove c’è bisogno della massima intensità, ma nel complesso tenete presente che l’aumento della frequenza non è ottimale come il miglioramento dell’efficienza dell’architettura, perché l’esecuzione di frequenze più alte non è così efficiente dal punto di vista energetico, quindi un rendimento per watt, la metrica potrebbe diminuire.

Tuttavia, HiSilicon utilizza le funzionalità di frequenza dinamica dei cluster di CPU per cercare un punto ottimale per ogni attività.

Quando si tratta di archiviazione, Kirin 990 supporta UFS 3.0 un protocollo di archiviazione flash per accedere alla memoria interna del telefono. Già adottato da Snapdragon 855 di Qualcomm e Exynos 9820 di Samsung, UFS 3.0 ha più che raddoppiato la velocità del protocollo UFS 2.0 supportato nell’attuale chip Kirin 980.

Prestazioni dell’intelligenza artificiale e apprendimento automatico

Kirin è il chip che ha dato il via alla guerra NPU (Neural Network Processing Unit) nello spazio mobile commercializzando in modo aggressivo una variante di quella che prima era comunemente chiamata DSP (Digital Signal Processor). Ci sono differenze, ma quella è stata la mossa che ha messo l’hardware AI per smartphone nelle notizie.

Dall’esperienza degli ultimi anni, HiSilicon ha sviluppato un design NPU proprietario, chiamato DaVinci e può costruire NPU di varie dimensioni a seconda del numero di unità di calcolo richieste.

Kirin 990 ha due NPU basate su quel design, una piccola a bassa potenza e una ad alta potenza. Come si può immaginare, la bassa potenza è progettata per fare cose come Face Unlock con la minore potenza possibile, mentre l’altra ha il compito di sfornare l’IA per i giochi e altre applicazioni ad alta intensità il più velocemente possibile.

Nei benchmark sintetici, Huawei afferma che può ottenere un miglioramento della velocità di 1,88X, quindi la gara è ancora saldamente in corso.

Conclusione

Kirin 990 5G è una bestia e aumenta la prospettiva di un’adozione più rapida del 5G in molte parti del mondo. Il 2020 è senza dubbio il vero anno del 5G con quella tecnologia che entra pienamente nei mercati di fascia alta, premium e forse di fascia media.

Questo nuovo processore alza il livello su tutta la linea: esperienza utente, caricamento delle applicazioni, velocità di esecuzione, migliore imaging, gioco migliore: ogni singolo utente Kirin 990 godrà dei vantaggi di questa nuova tecnologia.

Ora non vediamo l’ora di vedere la prima ondata di telefoni alimentati da Kirin 990, a partire dalla serie Huawei Mate 30.

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Author: Fulvio Presi

Mi chiamo Fulvio. Mi piacciono gli smartphone, computer e videogiochi. Scrivo per GuideSmartPhone articoli basati principalmente sulla tecnologia. Spero di esservi stato d'aiuto!

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