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　　16納米FinFET尖端工藝

　　海思從2013年底開始了麒麟950的立項，一開始就面臨兩難選擇，28nm工藝已經(jīng)在麒麟上延續(xù)多代，競爭對手驍龍810的20nm和三星Exynos 7420的14nm均已量產(chǎn)商用，海思必須在工藝上更進一步，起初麒麟950考慮使用臺積電20nm工藝，發(fā)現(xiàn)雖然晶體管密度有近一倍提升，單位面積功耗卻有1.5倍的上升，背離了海思高效低耗的初衷，最終在和臺積電緊密合作之后，麒麟950決定挑戰(zhàn)工藝復(fù)雜度大幅增加的16nm FinFET plus晶體管技術(shù)。

　　傳統(tǒng)晶體管結(jié)構(gòu)中，控制電流通過的閘門，只能在閘門的一側(cè)控制電路的接通與斷開，屬于平面的架構(gòu)。在FinFET的架構(gòu)中，閘門成類似魚鰭的叉狀3D架構(gòu)，可于電路的兩側(cè)控制電路的接通與斷開。這種設(shè)計可以大幅改善電路控制并減少漏電流(leakage)，也可以大幅縮短晶體管的閘長。14nm的xynos 7420采用的就是這種結(jié)構(gòu)設(shè)計。

　　16nm FinFET plus工藝做到了性能功耗的優(yōu)勢兼具，單芯片集成的晶體管數(shù)目從20億個增加到30億個，是TSMC 28HPM的兩倍，工藝性能提升65%，同時節(jié)省70%的功耗，相比20SoC工藝，性能提升40%，功耗節(jié)省60%。

　　但是整個工程難度成倍提升，首先是FinFET中晶體管結(jié)構(gòu)變形為3D結(jié)構(gòu)，由此帶來了更為復(fù)雜的3D模型以及更容易產(chǎn)生的寄生效應(yīng)；其次金屬互聯(lián)難度成倍提升，設(shè)計規(guī)則也從此前的10000+條增長至近40000條。為了實現(xiàn)商用，麒麟芯片團隊和臺積電在16nm上展開摸索，共同推動了16nm先進工藝的量產(chǎn)成熟，并于2014年4月實現(xiàn)首次投片，并于2015年1月實現(xiàn)量產(chǎn)。

　　值得一提的是今年8月份麒麟950就已實現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)，在剔除離子污染帶來的硅純度不穩(wěn)定和金屬互聯(lián)不穩(wěn)定威脅后，良品率已經(jīng)從20%提升至了80%，采訪中臺積電也表示作為先導(dǎo)合作伙伴，無需擔心海思產(chǎn)能問題，也就是說一旦華為Mate 8上市，至少在芯片供應(yīng)上不會拖后腿。

　　A72+MaliT880 領(lǐng)先的ARM架構(gòu)

　　性能和功耗上華為拿麒麟950和驍龍810以及三星Exynos 7420進行了兩項橫向測試——Boost突發(fā)性能測試以及高頻持續(xù)性能。Boost性能對比是測試CPU在應(yīng)對高復(fù)雜運算時能夠調(diào)用的性能，主要考驗單核，麒麟950要比A57的三星Exynos 7420高出22%；在3.5W散熱能力約束條件下三種不同架構(gòu)芯片的高頻持續(xù)性能也不盡相同，主要考驗芯片的散熱能力。散熱能力不足情況下維持芯片的高位運行不僅會導(dǎo)致手機發(fā)熱也會讓芯片主動關(guān)閉處理器，所以持續(xù)性也是測試芯片性能的指標之一，這里麒麟950依然要比對手高出56.5%。

　　GPU方面祖?zhèn)鱉aliT628MP4退役，用性能更為強勁的MaliT880圖形處理器取而代之，其主頻高達900MHz，基于16nm FinFET+工藝的Mali-T880在同頻率下性能是Mali-T760的1.8倍，同時功耗減少40%。與麒麟930相比，麒麟950圖形生成能力提升100%，GFLOPS提升100%。存儲性能方面，麒麟950支持雙通道LPDDR4內(nèi)存、UFS 2.0、eMMC 5.1、Category 10 LTE、USB 3.0、藍牙4.2以及最高4200萬像素攝像頭模塊等頂級標準。

　　值得一提的是為了進一步優(yōu)化用戶的實際使用體驗，麒麟950使用高速攝像機以每秒10000幀的速率捕捉手機操作的每一個細節(jié)，最終確定了影響用戶體驗的三大關(guān)鍵——啟動速度、操作響應(yīng)以及滑動幀率。發(fā)現(xiàn)快速響應(yīng)的體驗取決于CPU的Boost性能，用戶觸發(fā)操作時CPU占用率會在瞬間升至近70%，手機必須做到100毫秒響應(yīng)才能不會給用戶造成運行速度慢的感受。流暢則取決于芯片的持續(xù)性能，一般工作狀態(tài)下需要確保每一幀繪圖在1/60秒內(nèi)完成，才不會有卡頓的體驗。

　　解決卡慢 智能Boost調(diào)度算法

　　功耗方面麒麟950運行在一塊3500毫安時的電池時，也做到了續(xù)航的全面提升，普通用戶的手機續(xù)航能力提升了10小時，可以達到兩天的使用時間。

　　新智能感知處理器i5

　　協(xié)處理器方面麒麟950擁有全新升級的i5，i5采用了最新的M7核心，性能比M3提升4倍。作為麒麟950大小核架構(gòu)的一部分，i5將二代中主CPU架構(gòu)中的融合運算能力搬運到了自己身上，在不用喚醒主CPU的情況下自己就可以進行部分計算；i5還可以與大核A72、小核A53協(xié)同共享資源，由主系統(tǒng)進行智能調(diào)度，在需要主CPU工作的場景下，處于感知狀態(tài)下的i5克迅速喚醒主CPU，進而縮小CPU的啟動時間。值得一提的是i5仍然可以在1%電量時持續(xù)搜集來自各個傳感器的數(shù)據(jù)，以極低的功耗讓手機處于Always Sensing狀態(tài)。

　　芯片級智能定位

　　實際體驗中解決GPS信號不好時定位離散漂移的問題；沒有GPS信號時可以段時間持續(xù)定位并做到增加軌跡記錄功能；在GPS信號斷續(xù)以及多路徑情況下光標做到持續(xù)定位不跳變；提供持續(xù)方向指引用戶持續(xù)方向不迷失。實現(xiàn)超低功耗解決方案，F(xiàn)LP功耗從90mA降到6.5mA，功耗降幅超90%。

　　自研ISP帶來突破性拍照性能

　　攝像頭方面支持前后同時1300萬像素傳感器，最大可以支持3200萬像素攝像頭拍攝。基于芯片的人臉檢測技術(shù)可以做到最高35張臉的連續(xù)識別跟蹤能力，同時做到拍照時人臉膚色的真實還原。以下是即將發(fā)布的華為Mate8和iPhone6s的拍照盲測對比，左側(cè)iPhone6是，右側(cè)華為Mate8，這些場景中麒麟950的表現(xiàn)更優(yōu)秀。

　　自研射頻芯片支持更廣泛全球漫游

　　最后麒麟950還加入了新一代自研射頻芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)原來兩顆射頻芯片的功能，單芯片支持載波聚合功能，支持的頻段更寬（450MHz－3.5H），助力手機更廣泛的全球漫游。另外它依舊只支持LTE Cat6,最高支持300Mbps的下行速度,華為解釋稱更高的網(wǎng)路速度對于目前的運營商服務(wù)是無法實現(xiàn)的，所以網(wǎng)絡(luò)方面麒麟950依舊跟隨運營商的服務(wù)能力而設(shè)定，同時也最大程度上對載波聚合的頻段進行組避免不必要的浪費。