کرین 990 هواوی معرفی شد؛ نخستین پردازنده پرچمدار دنیا با مودم 5G یکپارچه

طی سه سال گذشته، هواوی نسل جدید از پردازنده‌های بالارده‌ی خود را در رویداد IFA برلین معرفی کرده بود. چینی‌ها امسال نیز با پرده‌برداری از کرین ۹۹۰، این سنت را ادامه دادند. پردازنده‌ی جدید برای نخستین بار در گوشی میت ۳۰ به‌کار گرفته خواهد شد؛ فبلت موردانتظار و پرحاشیه‌ای که ۱۹ سپتامبر (۲۸ شهریور) از راه خواهد رسید.

هم‌زمان با آغاز گذار به دوران 5G، بازار دوگانه‌ای شکل گرفته است؛ در برخی مناطق هنوز پوشش 5G آماده نشده است؛ بنابراین کاربران این مناطق تمایلی به صرف هزینه‌ی بیشتر برای خرید گوشی‌های گران‌قیمت 5G ندارند؛ اما در سویی دیگر، کاربران سوار بر موج 5G شده‌اند. بدین ترتیب هواوی برای پاسخ‌دادن به هر دو دسته، برای نخستین بار پردازنده‌ی پرچم‌دارش را در دو نسخه‌ی 4G و 5G به‌ترتیب با نام‌های Kirin 990 و Kirin 990 5G معرفی کرد.

دو پردازنده‌ی جدید هواوی از بسیاری جنبه‌ها نظیر تعداد هسته، پشتیبانی از رم و دوربین یا میزان حافظه‌ی ذخیره‌سازی یکسان هستند؛ اما صرف‌نظر از نوع مودم، در برخی زمینه‌های کلیدی نظیر عملکرد NPU یا فرکانس هسته‌ها، تفاوت دارند که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم.

پردازنده‌ی Kirin 990 5G به‌معنای واقعی کلمه، طراحی یکپارچه‌ای دارد و از شبکه‌های Sub-6 GHz 5G روی هر دو معماری SA و NSA پشتیبانی می‌کند. تا به این لحظه هیچ‌یک از شرکت‌های کوالکام، سامسونگ یا اپل، چنین پردازنده‌ای معرفی نکرده‌اند. هواوی برای حفظ ابعاد بلوک پردازنده، لیتوگرافی +۷ نانومتری TSMC را در تولید پردازنده‌ی 5G به‌کار می‌برد.

نسخه‌ی 5G کرین ۹۹۰ با ابعاد ۱۰۰ میلی‌مترمربعی خود از برادر 4G خود با مساحت حدودی ۹۰ میلی‌مترمربع بزرگ‌تر است و با کنار زدن پردازنده‌ی ۷۴.۱۳ و ۹۶.۷۲ میلی‌مترمربعی کرین ۹۸۰ و کرین ۹۷۰، بزرگ‌ترین تراشه‌ی موبایل هواوی به‌حساب می‌آید. توجه داشته باشید که چینی‌ها در نسخه‌ی عادی کرین ۹۹۰ درست‌مانند نسل گذشته، لیتوگرافی ۷ نانومتری را به‌کار برده‌اند. تعداد ترانزیستورهای کرین ۹۹۰ و ۹۹۰ نسل پنج به‌ترتیب به حدود ۸ و ۱۰.۳ میلیارد عدد می‌رسد.

چینش هسته‌های CPU در هر دو پردازنده یکسان است؛ دو هسته‌ی A76 با فرکانس بالا، دو هسته‌ی میانی A76 و چهار هسته‌ی کم‌مصرف A55 در کنار هم، نقش پردازنده‌ی میانی را بازی می‌کنند. هرکدام از این مجموعه‌ها، برای ارائه‌ی عملکرد منعطف‌تر براساس بار محاسباتی، دامنه‌ی توان و فرکانس منحصربه خود را دارند. توجه داشته باشید که فرکانس هسته‌های میانی و کم‌مصرف در نسخه‌های 4G و 5G اندکی متفاوت است.

هریک از چهار هسته‌ی A76 و چهار هسته‌ی A55 به‌ترتیب ۵۱۲ و ۱۲۸ کیلوبایت حافظه‌ی کش L2‌ دارند. هواوی هسته‌های A76 به‌کاررفته در پردازنده‌های جدید خود را «مبتنی بر A76» می‌نامد؛ چرا که برای کاهش تأخیر حافظه، بهبودهایی در سیستم کش به‌وجود آورده است. چینی‌ها می‌گویند فناوری SmartCache علاوه‌بر GPU به دو ماژول CPU‌ و NPU‌ نیز کمک خواهد کرد.

انتظار می‌رفت تا هواوی از هسته‌های پردازشی A77‌ جدید آرم در پردازنده‌ی قدرتمند خود استفاده کند؛ اما مهندسان چینی می‌گویند، تصمیمات مربوط به هسته‌های کرین ۹۹۰ دو سال پیش گرفته شده است. آن‌ها همچنین باور دارند که باوجود فرکانس بیشینه‌ی بهتر هسته‌های A77 نسبت به A76، بهینگی مصرف انرژی دو هسته در لیتوگرافی ۷ نانومتری تفاوت چندانی ندارد.

هواوی مدعی است که در حال حاضر حافظه‌ی LPDDR5 فناوری گران‌قیمتی به‌حساب می‌آید و این شرکت به‌کارگیری فناوری یادشده را در محصولات آینده‌ی خود به‌کار خواهد گرفت. هواوی در پردازش‌های تک و چند‌هسته‌ای به‌ترتیب ۹ و ۱۰ درصد بهبود عملکرد را با Kirin 990 5G پیش‌بینی می‌کند. همچنین بهره‌وری انرژی در هسته‌های میانی نیز بهبودی ۳۵ درصدی دارد.

به‌لطف بزرگ‌تر شدن ابعاد پردازنده، چینی‌ها واحد پردازش گرافیکی ۱۰ هسته‌ای Mali-G76 به‌کاررفته در کرین ۹۸۰ را به نسخه‌ای ۱۶ هسته‌ای ارتقا داده‌اند. فرکانس ماژول از ۷۵۰ به ۷۰۰ مگاهرتز کاهش یافته است؛ اما هواوی باور دارد که GPU‌ عریض‌تر با وجود ولتاژ و فرکانس کاری پایین‌تر، عملکرد بهتری ارائه خواهد داد.

صرف‌نظر از مودم 5G، بزرگ‌ترین تغییر در کرین ۹۹۰ به واحد پردازش عصبی (NPU) آن بازمی‌گردد. در‌حالی دو نسل پیشین از پردازنده‌های بالارده‌ی هواوی، معماری شرکت دانش‌بنیان Cambricon Technologies را در بطن واحد NPU‌ خود داشتند، کرین ۹۹۰ نخستین پردازنده‌ی پرچم‌دار چینی‌ها با معماری اختصاصی این شرکت موسوم به داوینچی خواهد بود.

هسته‌های مبتنی بر داوینچی از هر دو راهکار کوانتیده‌سازی INT8 و FP16 برای اجرای سریع‌تر و بهینه‌تر محاسبات مسائل یادگیری ماشین پشتیبانی می‌کنند. در هر دو نسخه‌ی پردازنده‌ی کرین ۹۹۰، هسته‌ی کوچکی نیز برای NPU در نظر گرفته شده است که وظیفه‌ی پردازش محاسبات کم‌اهمیت‌تر یادگیری ماشین برای بهینه‌سازی مصرف انرژی را برعهده دارد. ناگفته نماند نسخه‌ی 4G‌ یک هسته و نسخه‌ی 5G دو هسته‌ی بزرگ NPU خواهد داشت. هواوی بهبودی ۲.۵ برابری در عملکرد را برای NPU‌ نسخه‌ی 5G نسبت به کرین ۹۸۰ پیش‌بینی می‌کند.

چینی‌ها اشاره‌ای به جزئیات فنی مودم به‌کاررفته در دو نسخه‌ی کرین ۹۹۰ نداشتند. آن‌ها می‌گویند سرعت بیشینه‌ی دانلود و آپلود به‌ترتیب به ۲.۳ و ۱.۲۵ گیگابیت‌برثانیه می‌رسد؛ درحالی‌که به‌لطف فناوری شکل‌دهی پرتوی مبتنی بر یادگیری ماشین، پردازنده سرعت‌ اتصال بیشتری را در سفرهای پرسرعت ارائه خواهد داد. همچنین اتصال هم‌زمان به شبکه‌های 4G و 5G برای مناطقی با سیگنال ضعیف امکان‌پذیر خواهد بود.