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紫光:没有2亿美元 别想开一颗6nm的芯片
2020-02-27 19:45:23  出处:雷锋网  作者:包永刚 编辑:朝晖   点击可以复制本篇文章的标题和链接

2019年是5G商用的元年,各大手机品牌争先推出5G手机。不过,5G目前是旗舰级手机才具备的功能。因此,5G手机什么时候才能人人都买得起多次成为焦点话题。

从5G处理器的角度看,或许紫光展锐最新发布的第二代5G SoC虎贲T7520的大规模商用之时,我们也将迎来5G手机的大规模普及。

紫光:没有2亿美元 别想开一颗6nm的芯片

超2亿美元打造的5G SoC如何?

本周三,紫光展锐发布了第二代5G智能手机平台虎贲T7520,这是全球首款采用6nm EUV工艺的芯片。先进的工艺也意味着昂贵。紫光展锐首席执行官楚庆在发布会上表示:“没有2亿美元,别想开一颗6nm的芯片。”

仅流片成本就超过2亿美元,总体成本超2亿美元的5G SoC——虎贲T7520,CPU采用4 个 Arm Cortex-A76 核心,4 个 Arm Cortex-A55 核心,GPU采用 Arm Mali-G57核心。

紫光:没有2亿美元 别想开一颗6nm的芯片

5G性能方面,基于紫光展锐新一代5G技术平台马卡鲁,虎贲T7520支持5G NR TDD+FDD载波聚合,以及上下行解耦技术,可提升超过100%的覆盖范围。同时支持 Sub-6GHz 频段和NSA/SA双模组网,支持2G至5G七模全网通,在SA模式下,下行峰值速率超过3.25Gbps。还支持双卡双5G以及EPS Fall back、VoNR高清语音视频通话。

AI性能,虎贲T7520集成新一代NPU,相比上一代实现了优异的功耗控制,能效(TOPS/W)相对上一代产品提升超过50%。

多媒体处理性能方面,虎贲T7520搭载的是紫光展锐自主研发的第六代影像引擎Vivimagic解决方案和第二代FDR ( Full Dynamic Range ) 技术,专用AI加速处理器,全新升级的四核ISP架构,支持高达一亿像素的超高分辨率和多摄处理能力。

另外,虎贲T7520采用全新一代多核显示架构,最高支持120Hz的刷新率,全通路、全格式HDR标准渲染能力,多屏显示最高可支持4K HDR 10+,能极大提升用户在高帧率类竞技游戏、5G超高清视频观影、AR/VR等视觉沉浸式场景上的体验。

安全性上,虎贲T7520采用了展锐第二代集成安全方案,将金融级iSE安全单元集成在SOC中,相较外置SE,更难攻击定位,安全性更高。

在六大特性中,我们重点关注工艺、5G性能以及AI。

全球首款6nm EUV芯片年内量产

6nm对于大部分人而言并不熟悉,因为目前商用的最进的半导体制程是7nm以及7nm EUV,今年多款处理器将会转向5nm节点。在去年台积电的中国技术论坛期间,台积电全球总裁魏哲家就透露,7nm+之后,台积电先推出的并非6nm而是5nm。

紫光:没有2亿美元 别想开一颗6nm的芯片

魏哲家解释称,6nm(N6)之所以选择在7nm+和5nm后推出,是希望借助7nm+和5nm的经验,让6nm比7nm+有更优的逻辑密度,且与7nm的IP相容,使用7nm+工艺的IP可以继续使用6nm工艺,减少制程复杂度的同时降低成本。

雷锋网也了解到,在台积电的规划中,7nm将会是一个过渡节点,6nm则是一个主要节点,预计会在相当长的一段时间内都扮演重要的角色。

也就是说,紫光展锐第二代5G SoC选择的是一个未来的主流节点,这是降低风险的一个合理选择。

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紫光展锐首席执行官楚庆

楚庆解释,EUV对于光刻机来讲是一个革命性的提升,它重新让摩尔定律获得了生命,业界第一个使用EUV的工艺节点是7纳米。我们没有选择7纳米,而是选择的6纳米,这是因为,6纳米对于EUV的使用达到了一个更加成熟的新节点,它所体现的技术优势非常之充分。

用数字来体现这种量化的优势,相比上7nm,6nm EUV晶体管密度提高了18%,这将使芯片单位面积内集成更多的晶体管,芯片功耗降低8%,可提供更长的续航时间。

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从长远来看,紫光展锐能够降低成本。台积电已经说了,6nm将会在很长一段时间扮演重要角色。楚庆也说了,流片6nm的芯片成本至少2亿美元。把双方的表态合起来看,就可以明白,虽然紫光展锐首款6nm EUV的成本高达2亿美元,但未来使用这个工艺的IP在很长一段时间仍能够复用,未来也就能够节省很多开发成本。从紫光展锐整体的5G战略而言,无疑一个降低风险和增加收益的选择。

据悉,虎贲T7520将会在年内量产。

5G覆盖能力提升1倍,功耗降低35%

6nm EUV能够带来的是整颗SoC性能和功耗的提升,具体到5G,新一代的平台又带来了哪些提升?在接受雷锋网(公众号:雷锋网)等媒体采访时,紫光展锐执行副总裁周晨明确,虎贲T7520集成的5G调制解调器并非春藤V510,而是基于新一代的马卡鲁平台。但他并未透露新一代5G基带的具体名称。

紫光:没有2亿美元 别想开一颗6nm的芯片

紫光展锐执行副总裁周晨

不过,新一代平台的5G功能显然更强大和更实用。这其中的一大亮点是,虎贲T7520集成的全场景覆盖增强5G调制解调器支持5G NR TDD+FDD载波聚合,以及上下行解耦技术,可提升超过100%的覆盖范围。

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载波聚合有什么意义呢?楚庆解释,对于移动的场景,比如在高速公里上的汽车或者高铁上,FDD就非常有优势。如果是在高密度通信的场景,TDD在频谱的利用率上又能展现出无可比拟的优势。

高通上周发布的最新一代基带骁龙X60的特性之一也是支持TDD与FDD载波聚合。

除此之外,紫光展锐还有一项特别重要的创新。楚庆说:“上行增强技术也是虎贲T7520的一个特别重要的创新,我们增强了上行发射功率,里边包含了一些新的帧技术把它增强,增强后使上行跟下行信号质量一样好,即便是锂电池支持的小型无线装备,也能够跟公平电支撑的基站相媲美。”

这个技术可为小区近点提升60%上传速率,解决了增强VR、4K/8K超高清视频直播等业务需要更大上行带宽的痛点。

周晨也介绍,“使用5G时,可能会出现在某一个位置上我们看到手机上显示的信号挺好,但就是感觉不通畅。这是因为在高频段下手机发射功率和基站功率不一致,导致有些点能收到基站的信号,但数据发不到基站。而我们的全场景覆盖增强技术,能让用户能够明显感觉到基于我们的全场景覆盖增强技术,在数据传输信号的体验上能够做到上行增加了100%的覆盖,做到上下行是平衡的。“

但是,如果功耗随着性能的增强而增加,将是消费者无法接受的。不过紫光展锐给出的数据显示,虎贲T7520相比上一代虎贲T7510可,5G数据场景下整体功耗降低35%,5G待机场景下功耗降低15%。

功耗的降低主要来源于三个方面的技术提升。周晨接受采访时说:“首先是得益于我们采用的最先进6nm EUV工艺,这带来了至少8%的功耗降低。其次,多模融合把5G和前年几代通信技术都做了很好地融合,这个融合在前一代马卡鲁平台的基础上进一步提升,升级的融合架构下能够体现出最好的性能和稳定性和功耗。还有,我们有非常多细致的分配技术来匹配不同的场景,并且运用了AI的技术,对5G基带也进行了智能分配,来达到功耗降低的效果。”

楚庆补充,“降低功耗首先是需要更高效的硬件,但最终决定用户体验很大程度取决于软件。需要软件做到精准判断,根据不同的场景调配不同的资源。我们使用了AI技术对场景做智能的判断,希望5G手机的续航能够和4G一样甚至更长。”

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NPU性能可达8TOPS以上

紫光展锐去年8月发布虎贲T710应用处理器的时候,其AI 跑分曾在苏黎世联邦理工学院AI Benchmark跑分荣登榜首。而最新发布的虎贲T7520集成的是新一代NPU,相比上一代平台,算力大幅度提升,同时通过创新的架构设计实现了更优的功耗。官方说法是,能效相比上一代提升超过50%。

紫光:没有2亿美元 别想开一颗6nm的芯片

周晨透露,虎贲T7520 NPU提供的性能比4TOPS至少大一倍。

为什么需要这样的AI算力?从目前的情况看,5G会带来分辨率更高的各种实时高清视频,AR、VR也被看好会随着5G的普及而爆发。周晨说:“从技术的角度讲,要做到实时高清视频的分割或其他处理,至少需要4TOPS以上的能力,并且AI应用还会叠加,这样就需要更高的AI算力。我们定义虎贲T7520的时候考虑的是未来两三年的需求,所以我们提供了这样的AI性能。”

雷锋网我此前也报道,Arm去年推出的AI IP就提供的是1-4TOP/s的算力。

与5G基带一样,如何才能实现更高AI性能的同时控制好耗也是一大挑战。对此,周晨表示:“我们对手机主要的场景用到的模型做了整体的分析后发现,对性能诉求最强的是实时性的某些图像视觉类的算法。在这些算法持续工作的时候会产生大量的能量和热,对性能会产生影响。我们在设计时就针对于这一类的场景做了更多的硬件级的工作,用专用硬件电路确保对性能要求特别高的场景有更高效率,最后得到相对更好的能效比。

紫光展锐将推动5G手机的普及

可以看到,紫光展锐最新一代5G SoC,虽然CPU、GPU、基带并非业界最顶级,但依旧展现出了不俗的竞争力。这当然与紫光展锐的定位和目标有关,楚庆表示,“紫光展锐的5G技术跟一线厂商是同一条线,但我们进入市场的目标不一样,有一些厂商属于高举技术大旗引领式,紫光展锐是为最大多数用户服务,这是我们的定位。”

目前紫光正在用其第一代5G解决方案虎贲T7510(春藤V510 + 虎贲T710应用处理器)推动5G的普及。这一方案已经被搭载到海信5G手机F50上,这款手机也即将上市。

另外,采用春藤V510的中国联通自有品牌5G CPE VN007也已经推出,这款CPU能同时支持4G /5G无线及有线方式上网,内置5G全频段天线,支持n78/n41/n79等5G主流频段,基本实现了全网覆盖,下载速率可达2.3Gbps,环形布局设计,360度信号覆盖,售价仅为999元。

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除此之外,OEM厂商和解决方案提供商基于春藤510开发的终端形态还有模组、MiFi、机顶盒、AR 、VR、IP摄像头、工业网关、直播机、自动导引运输辆(AGV)、无人机等。在2020年将有数十款搭载春藤V510的5G终端实现商用。

至于虎贲T7520正式的商用时间,楚庆表示:“虎贲T7520正在制定市场策略,另外,我们要听客户的意见什么时候合适对外宣布。”

那么,等到首款6nm EUV 5G SoCial量产,性能和体验更好的虎贲T7520大规模应用,5G整个产业链协更成熟之时,我们就将迎来5G手机的大规模普及。

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