Huawei esitteli seuraavan huippupuhelimensa aivot – uusi Kirin 980 -piiri on monessa asiassa ensimmäinen maailmassa

Kirin 980 tulee löytymään Huawein mukaan lokakuussa julkistettavista Mate-sarjan seuraavista huippupuhelimista, jotka ovat saamassa mallinimekseen Mate 20. Uusien huippupuhelinten julkistus on ohjelmassa Lontoossa 16. lokakuuta. Lisäksi Huawein sisarbrändi Honor kertoi jo eilen vilauttamansa Honor Magic 2 -puhelimen myös sisältävän Kirin 980:n.

Kirin 980 on monessa asiassa ensimmäinen maailmassa: kyseessä on ensimmäinen kehittyneemmällä 7 nanometrin tuotantoprosessilla valmistettu järjestelmäpiiri älypuhelimiin, ensimmäinen ARMin Cortex-A76 -arkkitehtuuriin perustuva ja Mali-G76-grafiikkasuorittimen sisältävä piiri sekä ensimmäinen kaksois-NPU:lla eli kaksiytimisellä neuroverkkolaskentayksiköllä varustettu piiri. Edellä mainittujen lisäksi Kirin 980 sisältää ensimmäisenä myös 1,4 gigabitin latausnopeutta tukevan kategorian 21 4G LTE -modeemin sekä tuen 2 133 megahertsin LPDDR4X RAM -muistille.

Huawei on yksi valmistajista, joka kehittää älypuhelimiinsa aivan omia järjestelmäpiirejä. Laajemmin samaa tekevät toistaiseksi vain Apple ja Samsung muiden valmistajien käyttäessä Qualcommin tai MediaTekin piirejä omissa laitteissaan. Huaweilla puolijohteiden kanssa suunnittelu- ja prosessikehitystyötä tekee yli 1 000 osaajaa.

Enemmän suorituskykyä, pienempi virrankulutus

Pienemmän viivanleveyden tuotantoprosessi tuo jo itsessään tehokkuus- ja virrankulutusparannuksia. Huawei viittasi tältä osin piirien valmistuskumppaninsa TSMC:n lukuihin, jotka kertovat siirtymän aiemmasta 10 nanometrin tuotantoprosessista 7 nanometriin tuovan 20 prosentin suorituskykyedun ja 40 prosentin vähennyksen virrankulutuksessa. Transistoreja piirillä on jo 6,9 miljardia kappaletta 1 neliösenttimetrin pinta-alalla.

Kirin 980 -piirin luvataan kuitenkin parantavan vielä huomattavasti tätä enemmän, koska samalla on tapahtunut vaihdos uuteen arkkitehtuuriin.

Huawein suorittamien testien mukaan yhden tehokkaimman ytimen suorituskyvyssä Kirin 980:n suorituskyky on noussut 75 prosentilla verrattuna edeltävään Kirin 970:een ja virtatehokkuus 58 prosentilla. Vastaavasti kilpailevan, useampien muiden valmistajien Android-huippupuhelimista löytyvän Qualcommin Snapdragon 845:n Kirin 980 pesee suorituskyvyssä 37 prosentilla ja virtatehokkuudessa 33 prosentilla.

Kirin 980 -piiri on edelleen kahdeksanytiminen, mutta piirijakauma on aiemmasta poiketen kolmiosainen:

• 2 ARM Cortex-A76 -ydintä 2,6 gigahertsin kellotaajuudella – eniten suorituskykyä vaativaan käyttöön
• 2 ARM Cortex-A76 -ydintä 1,92 gigahertsin kellotaajuudella – pidempiaikaiseen suorituskykyyn
• 4 ARM Cortex-A55 -ydintä 1,8 gigahertsin kellotaajuudella – kevyempiin tehtäviin vähemmällä virrankulutuksella

Piirejä hyödynnetään joustavasti. Esimerkkeinä mainittiin vain yhden 1,8 gigahertsin ”säästöytimen” riittävän, kun kuunnellaan musiikkia, sosiaalisen median sovelluksia käytettäessä aktiivisena olevan useita vähävirtaisimpia ytimiä sekä yksi 1,92 gigahertsin A76-ydin sekä pelatessa raskaampia pelejä kaikki kahdeksan ydintä.

Käytössä on tekoälyä myös tarvittavan laskentakyvyn ennustamisessa. Parempi ennakointi vähentää hidastelua ja pienentää virrankulutusta, kun piiri toimii jatkuvasti lähempänä todellista laskentakyvyn tarvetta.

Kirin 980 sisältää myös uutta arkkitehtuuria edustavan Mali-G76-grafiikkasuorittimen. Ennen kaikkea peleissä tarvittava graafinen suorituskyky on parantunut Kirin 970:stä 46 prosentilla. Lisäksi virtatehokkuudessa on tapahtunut jopa 178 prosentin parannus, joten Kirin 980:lla varustettujen älypuhelinten akunkeston raskaassa pelikäytössä pitäisi olla selvästi aiempaa parempi.

Suhteellisesti kokonaisuuteen nähden grafiikkasuorituskyky on pitkään ollut Kirin-huippupiirien ja niiden myötä Huawei- ja Honor-huippupuhelinten heikkous kilpailijoihin verrattuna, mutta nyt Kirin 980:n pitäisi muuttaa tilannetta. Huawein mukaan pelisuorituskyvyssä Kirin 980 pesee Snapdragon 845:n 22 prosentilla ja virrankulutus on 32 prosenttia pienempi.

Suorituskyvyssä avittaa myös tuki nopeammalle 2 133 megahertsin LPDDR4X RAM -muistille. Muistikaista on kasvanut 20 prosentilla 23,1 gigatavuun sekunnissa ja viive pienentynyt 22 prosentilla. Käytännössä nopeampi RAM-muisti näkyy esimerkiksi sovelluskäynnistysten nopeutumisena.

Kameran osalta toimintaa parantaa puolestaan Kirin 980:n myös sisältämä uusi neljännen sukupolven Dual ISP -kuvasignaaliprosessori. Prosessointinopeus on kasvanut 46 prosentilla, virtatehokkuus parantunut 23 prosentilla ja viive pienentynyt 33 prosentilla. Muun muassa tulevien Mate 20 -huippupuhelinten kameran pitäisi siis toimia sutjakkaammin. Uudessa Dual ISP:ssä hyödynnetään myös uutta monivaiheista kohinanvähennysratkaisua, jonka ansiosta erityisesti hämäräkuvien laadun pitäisi parantua.

Lisäpanostusta tekoälylaskentaan

Viime vuoden Kirin 970 -järjestelmäpiiri sisälsi ensimmäisenä tekoälymoottorin eli neuroverkkolaskentaan optimoidun erillisen osion. Nyt Kirin 980:ssä tätä on viety eteenpäin kaksiytimisellä Dual NPU:lla.

Kirin 970:n NPU:ta on Huawei- ja Honor-puhelimissa hyödynnetty ennen kaikkea kamerassa kuvauskohteen tunnistuksessa, minkä perusteella käyttöön on kuviin valittu kohteelle sopivat säädöt.

Nyt Kirin 980:n Dual NPU pystyy tunnistamaan jopa 4 500 kuvaa minuutissa. Suorituskyky on yli tuplaantunut Kirin 970:stä ja peittoaa selvästi myös Snapdragon 845:n (2371 kuvaa minuutissa) ja Applen A11 Bionicin (1458).

Lisäksi uusi Dual NPU pystyy tehokkuutensa ansiosta aiempaa yksityiskohtaisempaan kuvan eri alueiden segmentointiin eli jakamiseen erilaisiin tunnistettaviin osiin, reaaliaikaiseen kuvan prosessointiin eli tunnistukseen myös videon osalta sekä yleisesti tarkempaan kohteiden tunnistamiseen.

Myös laajemmin Dual NPU parantaa suorituskykyä: Huawein mukaan mittaukset kuten ResNet-34 ja Inception-v3 kertovat 135 prosentin suorituskyvyn kasvusta ja 88 prosenttia paremmasta virtatehokkuudesta.

Nähtäväksi jää, tuleeko Huawei hyödyntämään tekoälyä laajemmin tulevassa EMUI 9.0 -ohjelmistoversiossaan, joka Mate 20 -huippupuhelimiin on luvassa.

Yhteydet kärkiluokkaa

Yhteystuki esimerkiksi 4G-mobiiliverkkoyhteyden osalta on perinteisesti kuulunut Huawein vahvuuksiin. Kirin 980 jatkaa tällä polulla sisältäen ensimmäisenä kategorian 21 4G LTE -modeemin, joka yltää jopa 1,4 gigabitin latausnopeuteen sekunnissa. Toki todellisuudessa nopeudet jäävät matalammalle tasolle, esimerkiksi verkkojen rajoitteista johtuen.

Huawei korosti myös vertailleensa uuden piirinsä verkkoyhteyden toimintaa todellisissa olosuhteissa kilpailijoihin ja loputuloksena Kirin 980:llä varustetun laitteen yltäneen jopa 10-kertaisesti pienempään määrään verkkoyhteyden häiriöistä johtuvia katkoksia suurinopeuksisella junalla matkustettaessa. Kirin 980 -laitteella keskeytykset jäivät 0,2 prosenttiin verrattuna Snapdragon 845:n 2 prosenttiin. Applen A11 Bionic -piiri sijoittui näiden väliin 0,6 prosentilla. Metrossa tehdyssä vastaasvassa vertailussa erot olivat pienemmät, mutta järjestys sama.

Mobiiliverkkoyhteyden lisäksi Wi-Fi-suorituskyvyssä Kirin 980 loistaa jopa 1 732 megabitin sekuntinopeudella Qualcomm Snapdragon 845:n jäädessä 833 tai 1 083 megabittiin sekunnissa rinnakkaispiiristä riippuen.

Uutta Kirin 980:ssä on myös tuki toiselle GPS-taajuudelle, L5-taajuudelle perinteisen L1:n rinnalla. Tämän pitäisi parantaa paikannuksen tarkkuutta myös jopa 10-kertaisesti eli metreistä alle metrin tasolle.

Kirin 980 tulee myöhemmin toimimaan yhdessä myös Huawein Balong 5000 -5G-modeemipiirin kanssa.