Jedním z důsledků amerických sankcí na čínský koncern Huawei bylo, že firma musela víceméně přerušit linii svých mobilních SoC Kirin, které předtím používala v highendových telefonech a ve své době směle konkurovaly nejvýkonnějším čipům Qualcommu. Huawei se ale povedlo nahradit jak IP licencované od ARMu, tak pokročilý výrobní proces, ke kterému ztratila přístup, a její nový SoC Kirin 9000s může být překvapivě konkurenceschopný.
Domácí čínský 7nm proces. Nebo 5nm?
Huawei má opět svůj vlastní highendový mobilní procesor v novém telefonu Mate 60 Pro, později by snad měl být i v telefonu Mate 60. Tento čip, označený Kirin 9000s, je docela překvapivý. Zdá se totiž, že je přes sankce vyráběný 7nm výrobním procesem. Tedy stále hodně moderní technologií, byť mezitím už se lídři trhu přesunuli na 5nm/4nm stupeň a v následujících měsících se začnou (nejdříve u Applu) objevovat 3nm čipy, které už budou o dvě generace dál.
Huawei údajně používá 7nm proces čínské továrny SMIC, což by bylo významné, protože by to doložilo, že je schopná tuto pokročilou technologii poskytnou a vyrobit s ní komplexní logické obvody, jakými jsou mobilní SoC. Sice pak nemusí být schopná dosáhnout tak vysokých frekvencí jako TSMC nebo Intel (a je možné, že má horší výtěžnost), ale znamená to, že na tomto 7nm procesu již dovede vyrobit v podstatě cokoliv.
Tip: Čína už má vlastní 7nm proces. Podle analýzy čipu ho ale mohla okopírovat od TSMC
SMIC by pro Kirin 9000s údajně měl používat vylepšený proces, který je evolucí úplně prvního 7nm designu a je označený „n+2“. V některých médiích se dokonce hovoří o 5nm procesu či o technologii „5nm třídy“, což ale asi jde příliš daleko.
Je sice možné, že SMIC tak technologii bude marketingově označovat, ale proces není založen na EUV expozici, mělo by jít o výrobu stále založenou na klasickém 193nm ultrafialovém světle („DUV“) a zřejmě se výrazně spoléhající na vícenásobnou expozici. Parametrům třeba 5nm procesu TSMC se asi SMIC nebude schopné touto cestou až tak přiblížit.
Sídlo firmy SMIC
Vlastní architektury
SoC Kirin 9000s bude současně hodně zajímavý i architektonicky. Předchozí Kiriny měly jak integrované GPU, tak použitá jádra CPU licencovaná od ARMu, takže se v nich nelišila třeba od produktů MediaTeku. V tomto případě ale možná opravdu došlo k tomu, že tlak sankcí přinutil Huawei/HiSilicon být kreativní. Firma údajně vyvinula jak své vlastní CPU architektury podporující instrukční sadu ARMv8a, tak i vlastní GPU.
To je velmi komplikovaný úkol a je možné, že v první generaci to nedopadne úplně skvěle, ale minimálně má firma základ, na kterém může dál zlepšovat, a na rozdíl od třeba onoho MediaTeku může v případě úspěchu získat kvalitnější „IP“, než nabízí ARM. A získat tak proti konkurentům výhodu.
Kirin 9000s je osmijádro klasického střihu big.LITTLE se 4+4 jádry. Čtyři jádra jsou malá energeticky efektivní a jejich architektura se jmenuje TaiShan, běží na taktu maximálně 1,53 GHz. Označení TaiShan nesla starší CPU Huawei určená pro servery (což ale neznamená, že byla nějak silně výkonná), je ale otázka, zda to není jen shoda náhod. Malé energeticky efektivní jádro by teoreticky mohlo být nějakým derivátem vzniklým z této serverové linie, nebo tak může být pojmenované proto, že na něm pracoval stejný tým.
ARM s SMT
Dále má Kirin 9000s čtyři výkonná jádra, která ale nejsou zcela homogenní. Tři mají roli prostředních jader optimalizovaných zejména na mnohovláknový výkon (skrze použití nižších frekvencí, tato jádra běží na taktech do 2,15 GHz), čtvrté „prime“ jádro má naopak napálenou co nejvyšší možnou frekvenci pro jednovláknové aplikace – běží až na 2,62 GHz. Tato jádra ale asi mají stejnou mikroarchitekturu. Ta je opět vlastním produktem Huawei a v tomto případě nelze ani mít nějaká podezření, že by byla třeba okopírovaná z Cortexů.
Jádro má totiž jako asi jediná ARM mikroarchitektura v mobilní oblasti SMT, neboli zpracování dvou vláken najednou na jednom jádru. Tři prostřední jádra tedy poskytují šest vláken a prime jádro další dvě. Celý procesor má tak 12 vláken (malá jádra SMT nepoužívají). SMT nepomůže v jednovláknových aplikacích, ale navýší výkon CPU v mnohovláknových zátěžích. Bude hodně zajímavé tento procesor otestovat, protože jak už bylo řečeno, mezi mobilními ARMy se zcela vymyká (ARM má však SMT jádra pro automobily a existovaly serverové ARM architektury s SMT od Cavium a Broadcomu). Mimochodem, pokud nejde o chybu v detekci, podle snímků architektury by tato architektura Huawei měla podporovat také instrukce SVE, ale zatím ne SVE2.
Huawei Mate 60 Pro
Vlastní GPU
I grafická architektura je vlastní, GPU má označení Maleoon 910. Mnoho o něm nevíme, ale podle snímků ze systémových informací o telefonu Mate 60 Pro by v něm mělo mít maximální takt 750 MHz. Ovladače operačního systému (HarmonyOS) uvádějí podporu pro OpenGL ES 3.2, ale to nemusí být skutečný limit schopností použité architektury.
Objevila se také informace, že Kirin 9000s má 5G modem nebo nějakou jinou část logiky osazenou vrstveným 3D pouzdřením na horní straně samotného SoC, což uspoří místo na PCB základní desky. To je další zajímavý pokrok, pokud tedy nejde o omyl a nejsou to jen paměti LPDDR5X osazené stylem PoP.
Teprv uvidíme, jak budou tyto vlastní architektury CPU a GPU v kombinaci se 7nm výrobou dopadat výkonnostně. Je samozřejmě možné, že jádra zatím nebudou tak výkonná jako ta licencovatelná od ARMu a výrobní proces, který je méně kvalitní než aktuální nabídka TSMC, zřejmě také negativně postihne energetickou efektivitu a tím i výkon Kirinu 9000s v telefonu. Ovšem tak nebo tak se tímto koncern Huawei dostal do o dost lepší pozice, kdy může opět nabízet telefony s vlastním procesorem a modemem. I paměti LPDDRx a NAND Flash pro úložiště už jsou dostupné z čínských zdrojů, takže lze smartphone zřejmě vyrobit téměř, nebo úplně soběstačně.
Zdroje: Tom's Hardware, Huawei Central, ComputerBase, Weibo
