5G时代在2020年终于呼啸而至，从2019年下半年开始，市场已经涌动起5G技术普及的热潮，消费者也迎来了越多越多相关产品，这其中包括了5G通讯环境的布设、5G相关应用以及大家更为熟悉的5G Soc和5G手机的上市等。从目前情况来看，已经推出相关移动芯片的主要厂商包括华为、高通、三星和联发科，推出相关手机、移动设备的厂商就更多了。本文，我们先来看看国货之光——华为麒麟990 5G。
极速先锋
华为麒麟990 5G
作为全球移动芯片研发实力很强的厂商之一，华为在2019年9月的发布会上带来了集成5G基带的5G SoC—麒麟990 5G。在发布后没多久，它就搭配全新Mate 30 Pro 5G版本手机一起销售了。不仅如此，麒麟990 5G还是全球首个支持SA/NSA双模的移动芯片，因此市场关注度颇高。
首个内置5G基带的移动芯片
麒麟990 5G是全球首个采用了集成方式布置基带和AP单元的移动芯片，同时也是全球首个集成5G基带的移动芯片。在产品实现上，麒麟990 5G的基带和处理器部分集成在一颗芯片上，采用台积电7nm工艺制造。这样的做法在技术实现上具有一定风险，主要是基带模块会使用一部分模拟电路，而处理器部分则大量采用数字电路，在制造上模拟电路和数字电路需要不同的工艺和处理，这在成熟的制程工艺上处理比较容易，但是对于7nm并且采用了EUV技术制造的麒麟990 5G而言，需要冒一定风险。好在从实际产品来看，华为和制造商在这一部分的配合不错，很好地避开了新工艺早期的“雷区”，取得了很高的晶体密度。
▲麒麟990 5G芯片拿下了多个全球第一
目前5G基带的复杂程度同时带来了芯片面积的增大。即使是采用最新并使用了部分EUV工艺的7nm制程，麒麟990 5G的整体芯片面积依旧超过了100mm²。不过，集成式所需要的PCB面积还是小于分离式外挂基带，并且在热量控制和功耗方面也有一定优势。
▲麒麟990内部架构简图
▲麒麟990 5G芯片本体，大约为100mm²。
根据相关透视图显示，麒麟990 5G虽然采用集成基带设计，但是基带有可能依旧采用了两部分，其中4G和以下制式的基带位于芯片下部中央，5G基带则被放置在芯片的右下侧，和4G基带部分存在明显的分隔。目前这种说法尚未得到华为官方确认，但是也从一个侧面反映出5G基带设计之难。
▲麒麟990的X光照片，据称A76核心正下方部分为4G基带，右下方部分为5G基带。
作为一款集成基带的产品，麒麟990 5G很难做到“大包全”，考虑到芯片规格和实际使用，华为也在基带所支持的规格上有所取舍。比如麒麟990 5G的基带在5G方面只支持厘米波，也就是Sub-6GHz规格，不支持毫米波模式，因此其最高下载速度为2.3Gbps，上传速度为1.25Gbps。在5G网络的模式方面，麒麟990 5G也是首个支持双模SA/NSA（独立组网/非独立组网）的5G SoC。
达芬奇NPU登场
华为自研架构浮出水面
除了基带部分引发了关注外，麒麟990 5G在其他地方的设计也颇为引人注目。在CPU架构方面，华为选择的是经过自己优化改进后的Cortex-A76搭配Cortex-A55，架构采用的是华为之前在麒麟980上就已经使用过的“2+2+4”模式，也就是将处理器核心分为三组，其中两个基于Cortex-A76架构的高性能核心运行频率可达2.86GHz，剩余两个基于Cortex-A76架构的中等性能、高效率核心的运行频率为2.36GHz，4个基于Cortex-A55设计的节能小核心运行最高为1.95GHz。GPU方面，华为选择了ARM的Mali-G76 MP16，运行频率为750MHz，这也是有史以来华为采用的规模最大、性能最强的GPU模组。
除了CPU和GPU外，麒麟990 5G的最大技术亮点在于其AI计算能力得到了大幅度加强。麒麟990 5G在NPU也就是神经处理单元上采用了自研的全新达芬奇架构，华为宣称其整体性能相比业界其他类似核心高出6倍以上，除了NPU大核心外，华为还在内部设计了一个NPU微核，用于那些对性能要求不高但需要AI加速的场合，以提高整个处理器的能耗比。
为了更好地利用NPU，华为在软件上也下了很多功夫，新NPU支持超过300个AI算子，支持90%的开源模型，软硬件双加速，整体效率不错。实际测试显示，麒麟990 5G借助强大的AI计算能力，能够实现视频动态画面人物和背景实时剥离并替换处理的工作，这在之前的产品上是难以实现的。
总的来说，麒麟990 5G作为最早上市的5G SoC，其整体设计和取舍都比较恰当，虽然在CPU架构上没有使用最新版本，但是总体性能依旧可圈可点。尤其是集成5G基带的设计，带来了较小的芯片面积，也使得应用它的移动设备能有比较宽裕的空间布置其他硬件，值得称赞。
