5G時代在2020年終于呼嘯而至，從2019年下半年開始，市場已經涌動起5G技術普及的熱潮，消費者也迎來了越多越多相關產品，這其中包括了5G通訊環境的布設、5G相關應用以及大家更為熟悉的5G Soc和5G手機的上市等。從目前情況來看，已經推出相關移動芯片的主要廠商包括華為、高通、三星和聯發科，推出相關手機、移動設備的廠商就更多了。本文，我們先來看看國貨之光——華為麒麟990 5G。

極速先鋒

華為麒麟990 5G

作為全球移動芯片研發實力很強的廠商之一，華為在2019年9月的發布會上帶來了集成5G基帶的5G SoC—麒麟990 5G。在發布后沒多久，它就搭配全新Mate 30 Pro 5G版本手機一起銷售了。不僅如此，麒麟990 5G還是全球首個支持SA/NSA雙模的移動芯片，因此市場關注度頗高。

首個內置5G基帶的移動芯片

麒麟990 5G是全球首個采用了集成方式布置基帶和AP單元的移動芯片，同時也是全球首個集成5G基帶的移動芯片。在產品實現上，麒麟990 5G的基帶和處理器部分集成在一顆芯片上，采用臺積電7nm工藝制造。這樣的做法在技術實現上具有一定風險，主要是基帶模塊會使用一部分模擬電路，而處理器部分則大量采用數字電路，在制造上模擬電路和數字電路需要不同的工藝和處理，這在成熟的制程工藝上處理比較容易，但是對于7nm并且采用了EUV技術制造的麒麟990 5G而言，需要冒一定風險。好在從實際產品來看，華為和制造商在這一部分的配合不錯，很好地避開了新工藝早期的“雷區”，取得了很高的晶體密度。

▲麒麟990 5G芯片拿下了多個全球第一

目前5G基帶的復雜程度同時帶來了芯片面積的增大。即使是采用最新并使用了部分EUV工藝的7nm制程，麒麟990 5G的整體芯片面積依舊超過了100mm2。不過，集成式所需要的PCB面積還是小于分離式外掛基帶，并且在熱量控制和功耗方面也有一定優勢。

▲麒麟990內部架構簡圖

▲麒麟990 5G芯片本體，大約為100mm2。

根據相關透視圖顯示，麒麟990 5G雖然采用集成基帶設計，但是基帶有可能依舊采用了兩部分，其中4G和以下制式的基帶位于芯片下部中央，5G基帶則被放置在芯片的右下側，和4G基帶部分存在明顯的分隔。目前這種說法尚未得到華為官方確認，但是也從一個側面反映出5G基帶設計之難。

▲麒麟990的X光照片，據稱A76核心正下方部分為4G基帶，右下方部分為5G基帶。

作為一款集成基帶的產品，麒麟990 5G很難做到“大包全”，考慮到芯片規格和實際使用，華為也在基帶所支持的規格上有所取舍。比如麒麟990 5G的基帶在5G方面只支持厘米波，也就是Sub-6GHz規格，不支持毫米波模式，因此其最高下載速度為2.3Gbps，上傳速度為1.25Gbps。在5G網絡的模式方面，麒麟990 5G也是首個支持雙模SA/NSA（獨立組網/非獨立組網）的5G SoC。

達芬奇NPU登場

華為自研架構浮出水面

除了基帶部分引發了關注外，麒麟990 5G在其他地方的設計也頗為引人注目。在CPU架構方面，華為選擇的是經過自己優化改進后的Cortex-A76搭配Cortex-A55，架構采用的是華為之前在麒麟980上就已經使用過的“2+2+4”模式，也就是將處理器核心分為三組，其中兩個基于Cortex-A76架構的高性能核心運行頻率可達2.86GHz，剩余兩個基于Cortex-A76架構的中等性能、高效率核心的運行頻率為2.36GHz，4個基于Cortex-A55設計的節能小核心運行最高為1.95GHz。GPU方面，華為選擇了ARM的Mali-G76 MP16，運行頻率為750MHz，這也是有史以來華為采用的規模最大、性能最強的GPU模組。

除了CPU和GPU外，麒麟990 5G的最大技術亮點在于其AI計算能力得到了大幅度加強。麒麟990 5G在NPU也就是神經處理單元上采用了自研的全新達芬奇架構，華為宣稱其整體性能相比業界其他類似核心高出6倍以上，除了NPU大核心外，華為還在內部設計了一個NPU微核，用于那些對性能要求不高但需要AI加速的場合，以提高整個處理器的能耗比。

為了更好地利用NPU，華為在軟件上也下了很多功夫，新NPU支持超過300個AI算子，支持90%的開源模型，軟硬件雙加速，整體效率不錯。實際測試顯示，麒麟990 5G借助強大的AI計算能力，能夠實現視頻動態畫面人物和背景實時剝離并替換處理的工作，這在之前的產品上是難以實現的。

總的來說，麒麟990 5G作為最早上市的5G SoC，其整體設計和取舍都比較恰當，雖然在CPU架構上沒有使用最新版本，但是總體性能依舊可圈可點。尤其是集成5G基帶的設計，帶來了較小的芯片面積，也使得應用它的移動設備能有比較寬裕的空間布置其他硬件，值得稱贊。