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谈球吧 - 华为麒麟9050 Pro深度解析:全新“折叠”设计的双Die架构

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最近,半导体分析机构Kurnal Insights发布了华为麒麟9050 Pro(Hisilicon Hi36E0)芯片的裸片照片,详细展示了这一基于华为“韬定律”逻辑折叠(LogicFolding)技术的全新系统级芯片(SoC)的内部结构。这一设计并没有采用传统的将计算单元与静态随机存取存储器(SRAM)置于同一二维裸片的方式,而是将其分为两个裸片:一个专注于计算功能的Die,涵盖CPU、GPU、NPU、ISP、DSP等计算模块;另一个则是SRAM Die,专门处理缓存数据。两个裸片通过“逻辑折叠”技术镶嵌在一起,显著缩短了信号链路,使得它们能够在微米级别的垂直互连下高效协作,表现得仿佛是单一的芯片单元。

根据华为半导体业务负责人的研究论文,“逻辑折叠”技术的本质在于将原本平面结构的完整逻辑系统,重新设计并布线到三维空间中。这一方法不仅提升了芯片的密度和整体性能,还优化了信号及电气链路,显著降低了功耗和延迟。Kurnal Insights提供的两个裸片标注图显示,二者的尺寸均为11.13mm × 10.84mm,面积总计120.65平方毫米,尽管单个裸片的大小略小于前代的麒麟9030S(122平方毫米),但通过其“逻辑折叠”的设计,整体晶体管密度获得了显著提升。

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据知情人士@Taog_1575透露,在制造工艺上,麒麟9050 Pro的计算Die采用了N+3工艺,而SRAM Die则使用N+2工艺,二者的结合在麒麟系列中尚属首次。根据公布的数据显示,麒麟9050 Pro的晶体管密度达到了每平方毫米2.38亿颗,较前代产品提升了55%,而仅计算Die的逻辑单元晶体管密度则提升了约28%。此外,这一创新的逻辑折叠架构不仅压缩了关键路径的响应时间,还减少了芯片中时钟缓冲器的数量,降低了整体路径时延约30%。与此同时,该芯片实现了500万个信号传输合并,跨Die的传输带宽高达125TB/秒,进一步提升了信号的传输效率。 谈球吧

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华为官方数据显示,与前代的麒麟9030 Pro相比,麒麟9050 Pro在多核CPU性能上提升了23%;此外,该芯片还整合了一个超低功耗微核,旨在优化待机功耗,处理息屏显示和消息推送等低负载操作。而在图形性能方面,GPU的图像渲染能力增强了40%;NPU的性能更是达到了惊人的140%提升,能够支持在端侧运行复杂的30B MOE大模型。同时,集成的第十代ISP提供了34%的长焦清晰度提升,还搭载了改进版的巴龙基带,支持超5.5G的通信能力。

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在计算Die的结构上,Kurnal发布的标注图显示,所有逻辑计算单元均整齐聚集在这一层。左上角为Maleoon 955 GPU,包含6个核心,主频为1056MHz,占据了较大的硅面积。而稍下方则是LinXi CPU区域,麒麟9050 Pro搭载的自研灵犀处理器采用9核16线程配置,具有1+6+2的架构设计。这也意味着其内含一个主频高达3.1GHz的LinXi-Big大核,辅以六个主频为2.2GHz的LinXi-Mid中核和两个主频为1.75GHz的LinXi-Small小核。

特别值得注意的是,裸片照片中显示,麒麟9050 Pro的CPU被分拆为两个独立集群,一个集群位于Maleoon 955 GPU的右侧,包含1个LinXi-Big和2个LinXi-Mid大核及2个LinXi-Small小核;另一个则位于GPU下方,拥有4个LinXi-Mid中核。计算Die的右侧装配有面积相当大的Kirin ISP,并配备了专用的双核CPU核心;而底部中央则是四核心的达芬奇(Da Vinci)NPU,左下方为DSP/Display单元,右下方则包括巴龙5G基带。此外,计算Die内部还布置了多个Cache Controller和其他内存控制器模块,形成了复杂而高效的多层次结构。 谈球吧

而SRAM Die层与计算Die紧密结合,显示出其并不是一个简单的缓存仓库,而是一个高度对应的有源存储层。这一层不仅为每个Maleoon 955 GPU核心配备了独立的一级缓存,还集成了4MB的共享二级缓存,使得整体的数据处理能力得到了进一步的提升。

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