一、背景
從2019年五月份被制裁算起,沉寂了5年零四個月的華爲強勢推出了mate60系列手機,完成了華麗的轉身,相關負責人余承東更是喊出了遙遙領先的口號,對近年來因爲美帝的無端制裁而備受挫折的國內半導體行業倍受鼓舞。
而mate60系列手機大賣,其背後華爲自研的CPU芯片麒麟9000s也備受關注。
Kirin9000s 在芯片上面的代號爲Hi36A0V120,內部代號則爲夏洛特(Charlotte)
二、die shot 布局基本
麒麟9000s的Dieshot布局賞析
1.Floorplan 基本功能分布:
DDR部分:4個channel 的LPDDR5分布在North和South的四個角落,所以很顯然是PoP封裝,拆機後上面是DDR顆粒,下面是kirin9000s芯片
上半部分:有4個大塊,最大兩部分是ISP和基帶5G集成模塊,這得益于消費市場對手機攝影顯示功能的強烈需求。其余兩個小塊是USB和NPU部分。
其中,ISP其理論圖像處理速度增加,這代 Mate60pro 實測可以在取景框內就可以 HDR Vivid,以及變焦時絲滑切換,這就是 isp 算力增加帶來的
下半部分主要是GPU和CPU部分
2.Dieshot mark分析
Topmark 爲6行
lHi36A0
lGFCV120
lJTFQ3T0V1
l2035-CN09
l06
試著解析如下
HiSilicon不用說爲:海思半導體
Hi36A0 說明爲 Hi36 産品線,A0 說明産品爲第十代産品(12 9ABCD…)
V120 中的 1 在其他芯片上則是産品代數
2 一般是設計 gds 版本更改,一般是量産後會慢慢優化,以此來區分版本
0 則是小優化,其余看不出來規律
2035CN 理論上來說是封裝日期,可能是20年35周,09 代號 廠封裝的
三、die shot 功能模塊分析
GPU 部分模塊分析
上一代芯片 Mali G78 Mc24 是堆料的典型
Mali G78 基于 Valhall 架構,mc24 則說明了其爲 24Core
其 GPU 則是 Core 設計
而這代的 Maliang 則是 Cu 設計
其設計規模與上代略微縮小了一部分
單元劃分如圖
爲 4CU
左右兩組 ALU Core,每組 128Alus,總計 2x4x128Alus=1024Alus
頻率最高 750Mhz,理論性能爲 1536Gflops
中間的則是 GPU L2 Cache,大約爲 1MiByte
從其 gpu 的規格上來說
不與常見的 IMG/MALI/Adreno/Rdna/Cuda 相同
我認爲這是全新自研的 GPU
CPU 的對比
該處理器 CPU 由 1 個 2.62GHz 核心 + 3 個 2.15GHz 核心 + 4 個 1.53GHz 核心組成,GPU 爲全新 Maleoon 910 GPU。如下圖
能看到其 CPU Cluster 巨大的面積,相比較上代發生了巨大的變化,如下圖
基本工藝對比
從整體效能來看,其實 Kirin 9000S 實際運作表現幾乎等同 Qualcomm Snapdragon 888,主因在于維持使用 Armv8 指令集授權、自行研發的泰山核心作爲 CPU 大核與中核,小核則是沿用 Arm Cortex-A510,但運作頻率最高僅在 2.62GHz
實驗室結果表明,kirin9000s工藝中,這種管芯肯定比中芯國際的14nm工藝節點更先進,但比Techinsights觀察到的5nm工藝具有更大的臨界尺寸(CD)。
在對芯片上的CD進行額外測量後,包括邏輯柵極間距、鳍片間距和下後端(BEOL)金屬化間距,分析團隊得出結論,芯片具有7nm特性。
四、總結
華爲kirin9000s相比于之前設計更爲緊湊和高效,減少了功耗和面積,提高了系統的整體性能和穩定性。整體上遵循更高的PPA考量
突破限制:最爲重要的意義是突破了美帝對芯片工藝的限制,華爲又重新回來到芯片設計領域的巅峰狀態,回到了最爲重要的消費市場。強烈鼓舞了國內半導體市場的發展,以及國産芯片發展。
性能和效能:Kirin 9000s處理器代表了華爲在移動處理器領域的頂級技術水平。采用可能7納米制程和先進的架構設計,旨在提供出色的性能和效能。
自主芯片設計:Kirin 9000s是華爲自家設計的芯片之一,展示了華爲在自主芯片設計和制造方面的實力。這對于降低對外部芯片供應的依賴、提高技術創新和確保産品供應鏈的穩定性具有戰略意義。
5G能力:集成了5G調制解調器,爲用戶提供更快的移動數據速度和更可靠的連接,符合未來通信技術的發展趨勢。
綜合體驗:作爲智能手機處理器,Kirin 9000s對于用戶體驗至關重要。處理器性能的提高直接影響了手機的運行速度、圖形處理、多任務處理和電池壽命等方面。
總的來說,kirin9000s的設計和制造無疑是一次極爲成功的技術突破,它不僅提高了芯片的整體性能,同時也降低了功耗,提高了系統的穩定性。
基于以上的分析,經過了這次淬煉,我們有充足的理由期待,華爲將繼續在集成電路設計領域取得更多的突破。
Huawei's Kirin9000s dieshot from kurnal.