华为发布的麒麟990 5G将成为业界最强的5G SoC

5G改变社会，将重构科技产业。2019年是5G元年，全球都在推进5G网络建设，比如特朗普着重强调美国要实现5G领先。

5G商用领先的一个关键是5G终端成熟，因为终端是离消费者最近的部分。但目前上市5G终端都采用处理器外挂5G基带的模式（4G SoC+5G基带），而非更优更好的5G SoC（系统级芯片，5G基带集成到SoC中）。因为5G SoC的实现并不容易。

业界传来重磅消息。9月6日，华为消费者业务CEO余承东在德国发布华为旗舰芯片麒麟990系列，包括麒麟990和麒麟990 5G两款芯片。其中，麒麟990 5G被誉为全球首款旗舰5G SoC，也是支持NSA/SA（非独立组网/独立组网）的全网通5G SoC。

华为消费者业务CEO余承东发布华为麒麟990系列

产品发布几天来，业界在热议麒麟990 5G的性能与能效、AI智慧算力及ISP拍摄能力等。因为麒麟990 5G是全球首个7nm+ EUV 5G SoC，在拇指大小空间集成103亿晶体管。在安卓手机中，其CPU、GPU、NPU均属业界最强。

该款产品的问世实现5G+AI手机的升级，将率先为消费者提供卓越5G联接体验。值得一提的是，不同于一些企业的5G SoC PPT （发布而非商用），麒麟990系列芯片将在9月19日发布的华为Mate30系列上首发搭载。

其实，麒麟系列旗舰新品，每年会升级一次。这代麒麟990 5G是在2017年麒麟970商用时就着手投入设计。三年来，麒麟990 5G突破各类挑战，领先高通、三星、苹果、联发科等芯片设计企业发布并商用。

麒麟990 5G的影响巨大：一方面实现技术的重构，另一方面还带来产业的重构。在发布当天，长期负责芯片产品规划的华为Fellow艾伟表示，技术重构每年会发生一次，甚至可能每年发生好几次。但是产业结构的重构可能半个世纪发生一次。

华为Fellow艾伟演讲

5G正是重构产业的一个重要标志技术。那么，麒麟990 5G在这场变革中到底扮演什么角色？凭什么成为业界最强的5G SoC？将给消费者怎样的极致应用体验？

成为最强5G SoC

5G发展进入快车道。韩国已发展超过250万5G用户，日本5G瞄准东京奥运会，英国规划今年建2000个5G站。中国三大运营商规划今年建设13万个5G基站，覆盖50个城市，理论上覆盖超过中国人口的三分之一。

但不可否认的是，今年5G商用还处于初期，由于网络覆盖不完善，5G还面临着弱信号场景联接不稳定、功耗较高、高速移动场景联接体验不佳等挑战，影响用户的上网体验。这些需要5G通过创新技术应对。

麒麟990 5G之所以备受关注，是因为其是首个商用5G SoC芯片，提供业界领先5G速率和能效，提供5G极速体验。目前业界已有部分厂商推出了5G基带，但推出商用旗舰5G SoC的还没有，麒麟990 5G率先实现了。这带来几方面巨大的能力提升。

第一，速率快。评测手机芯片的通信能力关键看速率。据介绍，麒麟990 5G支持在Sub-6GHz频段下实现2.3Gbps峰值下载速率，1.25Gbps上行峰值速率。当然，近期也有三星等品牌，宣称自家芯片可以实现超过2.3Gbps的能力（三星2.55Gbps，联发科4.7Gbps）。这种说法不符合通信常识，被各方质疑。艾伟介绍，2.3Gbps是按照3GPP协议，5G单载波100M情况下标准定义的最高速率。

第二，通信能耗低。目前已有很多5G手机体验者，包括记者，都发现5G手机耗电更快。如何解决这个问题？一方面，麒麟990 5G是集成度更高的5G SoC，而非传统的4G SoC+5G基带的解决方案，功耗表现要优20%。另一方面，麒麟990 5G率先支持BWP（Bandwidth Part）技术，在5G大带宽条件下实现带宽资源的灵活切换，与业界主流旗舰芯片相比，5G功耗表现优44%。

第三，保持信号稳定。麒麟990 5G推出智能上行分流设计，在视频直播、短视频上传等应用场景同时使用5G和4G网络，上传速率提升5.8倍，优化5G上行体验，解决5G信号较弱场景下用户体验问题。而面向高速移动场景（比如高速公路、高铁、地铁等场景），麒麟990 5G支持基于机器学习的自适应接收机，实现更精准的信道测量，下行速率提升19%，实现稳定的5G联接。

第四，全网通SoC。麒麟990 5G支持SA/NSA，率先支持TDD/FDD全频段。4G时代，能够支持三大运营商2G、3G、4G网络的双卡双待手机，被称为全网通，得到消费者和产业的支持。到了5G时代，中国运营商依旧提出全网通需求。而5G全网通关键是多了SA/NSA。麒麟990 5G是业界首个5G全网通SoC，持续引领5G行业发展方向。

针对SA的价值，华为认为NSA只实现了超高带宽，只有SA才能更好地实现低时延和海量连接。而低时延和海量连接，正是整个行业实现数字化、智能化的必然需求。SA也符合国家政策。工信部此前也提出自2020年1月1日起，申请入网的5G终端需要同时支持SA和NSA。

综合来看，NSA是5G初期的过渡方案，成熟的5G解决方案必须具备同时支持SA和NSA的能力。目前，华为率先发布了支持SA和NSA的基带，此次又推出了支持SA和NSA的SoC，让麒麟990 5G成为最强5G SoC。

此外，我们还看到麒麟990 5G在围绕消费者真实需求做减法。比如，麒麟990 5G选择不支持毫米波频段。关注华为5G基带的人会知道，华为早在今年2月发布的巴龙巴龙5000基带上实现对毫米波的支持，也就是说华为完全有能力，但为何不支持？

艾伟介绍，业界没有看到毫米波大规模商用的工程，毫米波室外覆盖和室内覆盖有许多关键问题都没有解决，华为不认为毫米波短期会成为5G主流覆盖频率，所以这次麒麟990 5G不把毫米波作为主要场景。

对于为何推出两个版本的麒麟990芯片，艾伟指出，4G版本主要是面向海外市场，5G面向中国市场。未来5G发展速度主要看中国，因为只有中国这么庞大的用户基数才能让5G的设备种类更加丰富，让成本快速发生变化，实现5G应用更多的扩张。这也是人类移动通信技术第一次由中国来担负起探索者角色。

拥有安卓阵营最强CPU

除了通信能力，麒麟990 5G还是全球首个7nm+ EUV工艺制程的5G SoC，挑战了芯片设计极限。据了解，麒麟990 5G首次将5G基带集成到SoC上，板级面积相比业界其他方案小36%，在一颗指甲大小的芯片上集成了103亿晶体管，是目前晶体管数最多、功能最完整、复杂度最高的5G SoC。

要知道，上一代麒麟980集成了69亿晶体管，苹果去年推出的A12中集成了60亿个晶体管。可见麒麟990 5G集成度的巨大提升。

这里有必要提下7nm+ EUV技术（极紫外光刻，采用13.5nm长的极紫外光作为光源的光刻技术），其比7nm更加先进，可以让芯片上集成更多晶体管，延续摩尔定律。麒麟芯片早在2014年就开始EUV技术的储备，联合产业界合作伙伴，共同研发并促进EUV技术成熟；之后进行了大量EUV关键技术验证，打造出麒麟990 5G。

如此强大性能的芯片，功耗如何？要知道5G业务数据处理量大，对运行速率要求高，会带来更高的能耗。

据了解，麒麟990 5G采用2个大核（基于Cortex-A76开发）+2个中核（基于Cortex-A76开发）+4个小核（Cortex-A55）的三档能效架构，最高主频可达2.86GHz，与业界主流旗舰芯片相比，单核性能高10%，多核性能高9%。在能效方面，麒麟990针对不同大小的核精细调校，大核能效优12%，中核能效优35%，小核能效优15%，带来更快的手机应用打开速度，日常使用体验更加流畅。

也有人疑惑，麒麟990 5G为何不使用ARM今年推出的Cortex-A77。对此，余承东在接受外媒采访的时表示，A77能耗不够理想，所以继续选择在A76上优化，提升了主频，提升了能效。

搭载业界最强NPU+最强GPU

手机的AI能力，已经成为手机性能强大的关键。麒麟990 5G是首款采用华为自研达芬奇架构NPU的旗舰级芯片，创新设计NPU双大核+NPU微核计算架构，NPU大核展现卓越性能与能效，微核NPU实现超低功耗。

据华为方面介绍，在双大核NPU（Ascend Lite×2）加持下，麒麟990 5G实现业界最强AI算力，与业界其他旗舰AI芯片相比，性能优势高达6倍，能效优势高达8倍，持续刷新端侧AI的算力高点。

麒麟990 5G的AI算力经过业界第三方面的测试。无论是在业界典型的中载神经网络模型ResNet50（用于检测、分割和识别），还是在移动端更流行的轻载神经网络模型MobilenetV1（用于分类、检测、嵌入和分割）下，麒麟990 5G的FP16和int8性能和能效均达到业界最佳水平。

华为业界首发的NPU微核（Ascend TIny）赋能超低功耗应用，在人脸识别的应用场景下，NPU微核比大核能效最高可提升24倍，让AI运算更省电。

麒麟990 5G的AI强劲算力让以前很多无法实现的应用得以实现。余承东在演讲中展示了一个有趣的演示：麒麟990 5G使能AI多人实时换背景，通过先进的AI多实例分割技术，能够将视频画面中的每一个人物主体单独识别出来，实现多人物视频拍摄替换背景，甚至可以选择画面中需要保留的人物。

据悉，麒麟990 5G将为HiAI 2.0开放平台注入新的能量，比如提供业界最多支持300+算子，还为开发者提供更强大的工具链，探索AI+5G应用的无限可能。

在GPU方面，针对GPU在运行重载游戏、播放高清视频等高负载场景下容易出现的发热、掉帧、卡顿等问题，麒麟990 5G搭载16核Mali-G76 GPU，与业界主流旗舰芯片相比，图形处理性能高6%，能效优20%，实现业界领先的性能与能效。

麒麟990 5G还采用全新系统级Smart Cache分流，支持智能分配DDR数据，在重载游戏等大带宽场景下带宽较上一代最高可节省15%，功耗可降低12%，进一步提升GPU能效。

针对游戏场景，麒麟990 5G推出Kirin Gaming+ 2.0，基于性能、能效强大的CPU、GPU与DDR芯片，Kirin Gaming+ 2.0推出高性能、高能效、高画质游戏解决方案，实现业界顶级游戏体验。

全新升级ISP 5.0

当前，越来越多人随手手机拍摄并剪辑短视频，通过抖音或Vlog分享自己的生活。他们追求手机视频的拍摄效果，追求与手机修图一样简单又智能的视频处理能力。

对此需求，麒麟990 5G采用全新ISP 5.0，吞吐率提升15%，能效提升15%，全面优化视频处理能力。“手机拍摄首先要能够先看清楚，我们在拍摄、传感器降噪方面都实现很大进步。”艾伟表示，针对视频单独增加了视频处理通道，让视频每一帧都有机会处理。

在夜晚、光线较弱的暗光环境下，视频拍摄出现的噪点非常影响成像质量。此次，麒麟990 5G全球首发双域联合视频降噪技术，让视频降噪能力提升20%，暗光环境下拍摄的视频更加清晰。

同时，手机在暗光场景下的拍照能力也始终是用户关注的焦点。麒麟990 5G首次在手机芯片上实现BM3D（Block-Matching and 3D filtering）单反级硬件降噪技术，首次将单反级的图像处理能力应用在手机上，照片降噪能力提升30%，让手机大片越夜越美丽。

基于ISP的能力升级，麒麟990 5G支持全新炫酷Face AR。通过从摄像头捕获的人脸图像数据和基于NPU运行的神经网络算法，Face AR能够对人脸进行建模、实时跟踪、表情捕获，并且可以进一步分析出人脸信息背后的诸如心率、呼吸率等健康数据，提供围绕人脸的丰富的AR增强现实体验，探索AR应用的更多可能。

麒麟990 5G是如何炼成的

其实，就华为在芯片领域不断取得领先的原因，华为轮值董事长徐直军在近期接受记者采访时表示，华为研发投入大、决策快。

的确如此，华为麒麟990 5G在诞生前，华为就已经在通信基带方面持续耕耘多年，持续压强式投入。巴龙基带品牌是比麒麟系列芯片要更早的品牌。华为从2007年开始发力，到2009年实现第一代产品巴龙210出货。

到2012年，华为推出的巴龙710，实现150Mbps下载峰值速率。这是一个标杆性的产品，代表LTE时代到来，也比高通领先了一年。之后，华为陆续推出了巴龙720、巴龙750、巴龙765、2018年初发布巴龙5G01以及2019年2月发布巴龙5000，每一代产品都给业界带来很多价值。

在SoC方面，华为也陆续推出麒麟910、麒麟920、麒麟930、麒麟950、麒麟960、麒麟970、麒麟980处理器，从28nm制程工艺一直进化到7nm，实现GPU、ISP图形处理的不断升级，在与高通竞争中，带给手机消费者更出色的应用使用体验。

而在端侧AI方面，2017年，麒麟970在业内首次采用独立NPU神经网络处理单元，开创端侧人工智能的行业先河。2018年，麒麟980搭载双核NPU实现领先的AI算力，带来AI人像留色、卡路里识别等一系列创新AI体验。2019年，全新高端系列麒麟810更是首次采用华为自研达芬奇架构NPU，打破端侧AI性能纪录。

可见，华为一旦瞄准方向，就迅速投入。而通过持续的投入，华为芯片技术厚积薄发，得以推出业界最强5G SoC麒麟990，引领产业发展。艾伟表示，每一代芯片华为必须要竭尽全力，用尽可能找到全部创新技术。所以保证下一代芯片技术，一定是上一代芯片没有的。

在最后，记者想说，5G商用刚起步，5G发展不仅需要芯片产业链巨头投入更多人力财力，还需要各方开放合作，一起降低5G终端成本，加速5G规模商用，造福整个人类社会的发展。

来源；通信世界