آشنایی با تراشه هواوی کرین ۹۹۰؛ اولین تراشه 5G دنیا
هواوی در سال‌های اخیر، به تولید تراشه اختصاصی برای گوشی‌های هوشمندش روی آورده است. تراشه‌های هواوی با نام اختصاصی کرین یا (Kirin) و در ۴ سری مختلف در شرکت زیرمجموعه هواوی با نام HiSilicon تولید و عرضه می‌شوند. سری ۶۰۰ برای گوشی‌های پایین‌رده، سری ۷۰۰ و سری ۸۰۰ برای گوشی‌های میان‌رده و سری ۹۰۰ برای گوشی‌های پرچمدار تولید شده است. آخرین نسل از تراشه‌های سری ۹۰۰ هواوی که اواخر سال ۲۰۱۹ میلادی در دو نسخه 5G و 4G به بازار آمد؛ پردازنده ۷ نانومتری هواوی کرین ۹۹۰ نام دارد. این تراشه اولین تراشه گوشی‌های هوشمند است که با فناوری 5G تولید و عرضه شده است.
تراشه HiSilicon Kirin 990 5G بر پایه معماری ARM و فناوری ۷ نانومتری ساخته شده است. این تراشه برای اولین‌بار با معرفی گوشی هوشمند Huawei Mate 30 Pro رونمایی شد. چیپست کرین ۹۹۰، هشت هسته پردازشی در سه سطح مختلف با توان پردازشی بالا، متوسط و کم دارد. دو هسته بزرگ آن را Cortex-A76 با فرکانس ۲.۸۶ گیگاهرتز تشکیل داده است، دو هسته میانی Cortex-A76 با فرکانس ۲.۳۶ و چهار هسته کوچک Cortex-A55 با فرکانس ۱.۹۵ هستند. پردازشگر گرافیکی این تراشه از نوع ARM Mali-G76 با فرکانس ۷۰۰ مگاهرتز است.
با روی کار آمدن تکنولوژی 5G، بسیاری از کشورها در این زمینه پیشتاز شدند و تمام محصولات خود را برپایه فناوری 5G تولید کرده یا می‌کنند. بر همین اساس هواوی نیز آخرین تراشه گوشی‌های هوشمند خود را در دو نسخه 5G برای کشورهای پیشتاز در این زمینه و نسخه 4G برای سایر کشورها تولید کرده است. نسخه 5G این پردازنده به‌همراه مودم یکپارچه Balong 5G تولید شده است.
بی‌رقیب برای بازی‌های موبایلی
هواوی Kirin 990 5G از فرایند تولید 7FF+ EUV استفاده کرده است. این تراشه، ۱۰۰ میلی‌متر مربع مساحت دارد که البته در مقایسه با تراشه ۷۴.۱۳ میلی‌متر مربعی Kirin 980 (تولید شده برپایه فرایند ۷ نانومتری TSMC) و 96.72 میلی‌متر مربعی Kirin 970 (تولید شده برپایه فرایند ۱۰ نانومتری TSMC) بزرگ‌تر بوده و حجیم‌ترین تراشه موبایلی هواوی تا به امروز به حساب می‌آید. این ابعاد در مقایسه با تراشه Kirin 990 4G قرار می‌گیرد که مساحتی در حدود ۹۰ میلی‌متر مربع دارد. تعداد ترانزیستورهای HiSilicon Kirin 990 5G به ۱۰.۳ میلیارد می‌رسد. در حالی که در مدل 4G تعداد حدود ۸ میلیارد ترانزیستور استفاده شده است.
در خصوص حافظه Cache (کش)، هر چهار هسته A76 کشی از نوع 512Kb L2 دارند و برای هسته‌های A55 هم ۱۲۸ کیلوبایت حافظه کش استفاده شده است. مسئولان این شرکت به ذکر این نکته اکتفا کرده‌اند که از راهکاری با عنوان Smart Cache یا همان کش هوشمند استفاده شده تا نه‌تنها به GPU بلکه به CPU و NPU تا حد امکان کمک شود.
پردازنده هواوی کرین ۹۹۰، از پردازنده گرافیکی ۱۶ هسته‌ای Mali-G76 استفاده کرده که در مقایسه با مدل ۱۰ هسته‌ای Mali-G76 در Kirin 980 پیشرفت چشمگیری داشته است. به علت این ارتقا شاهد بهبود عملکرد کرین ۹۹۰ در مقایسه با نسل قبل در بحث پردازش گرافیگی هستیم.
هوش مصنوعی و 5G
بزرگ‌ترین تغییر در Kirin 990 5G به‌کارگیری NPU یا همان واحد پردازش عصبی به شکل جدید است. در سخت‌افزار Kirin 970 و Kirin 980، هواوی از لایسنس طراحی سخت‌افزاری Camricon Technologies در بخش یادگیری ماشینی استفاده کرده بود. در حالی که در Kirin 990 هواوی از طراحی Da Vinci که توسط متخصصان این شرکت توسعه یافته، استفاده کرده است. معماری داوینچی دو ویژگی مخصوص دارد که در بحث به‌کارگیری الگوریتم‌های یادگیری ماشینی، موثر هستند.
HiSilicon Kirin 990 5G اولین تراشه با مودم و باند فرکانسی کامل است که از دو معماری NSA و SA پشتیبانی می‌کند. به گفته متخصصان هواوی سرعت این مودم در بخش دانلود به 2.3Gbps و در بخش آپلود به 1.25Gbps می‌رسد. طراحی این مودم به نحوی است که امکان اتصال هم‌زمان به شبکه‌های 5G و 4G را فراهم می‌کند تا در نواحی با پوشش سیگنال ضعیف هم کاربران مشکلی نداشته باشند.
عملکرد
طبق ادعای هواوی، در بحث Single Thread پردازنده هواوی کرین ۹۹۰ 5G، شاهد افزایش ۹ درصدی میزان عملکرد در مقایسه با نسل قبلی آن هستیم. این بهبود عملکرد در بخش Multi Thread به ۱۰ درصد می‌رسد. به گفته هواوی هسته‌های پردازشی سطح بالا، ۱۲ درصد بهبود مصرف انرژی در مقایسه با نسل قبلی خواهند داشت و این بهبود عملکرد برای هسته‌های سطح پایین‌تر، ۱۵ درصد خواهد بود. در بحث پردازش گرافیکی نیز میزان عملکرد این پردازنده در مقایسه با Snapdragon 855 تا ۶ درصد بهبود داشته است.
انتظار می‌رود تراشه Kirin 990 5G در طیف قابل توجهی از گوشی‌های هوشمند پرچمدار هواوی در سال ۲۰۲۰ میلادی استفاده شود.