Kirin 970: Huawei-Chip hat AI-Hardware und schnellstes LTE

Der Kirin 970 ist Huaweis neuer Smartphone-Chip. Dank fest verdrahteter künstlicher Intelligenz soll er für bessere Fotos sorgen und die Akkulaufzeit steigern. Obendrein gibt es eine flottere Grafikeinheit plus ein 1,2-GBit/s-LTE-Modem.

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Kirin 970
Kirin 970 (Bild: Marc Sauter/Golem.de)

Huawei hat auf der Ifa 2017 in Berlin den Kirin 970 vorgestellt. Das System-on-a-Chip wird im Mate 10 stecken, das Smartphone erscheint allerdings erst in ein paar Wochen. Das SoC folgt auf den Kirin 960 und zeichnet sich durch mehrere besonders hervorstechende Neuerungen aus: integrierte Hardware für künstliche Intelligenz, 10-nm-Fertigungsverfahren, die derzeit modernste ARM-Grafikeinheit und das derzeit leistungsstärkste LTE-Modem.

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Hergestellt wird der Chip bei der TSMC mit 10 nm, beim Vorgänger war es noch 16FCC (FinFet Compact) - laut Huawei misst das Die weniger als 100 statt 110 mm². Die Anzahl der Transistoren beträgt 5,5 anstelle der bisherigen 4 Milliarden. Die CPU-Kerne sind die gleichen wie bisher (4x A73 @ 2,4 GHz und 4x A53 @ 1,8 GHz), da der Cortex A75 und der Cortex A55 noch nicht bereit waren. Die Effizienz steigt um ein Fünftel, die Leistung vermutlich nur wenig. Die Kerne hängen an einem Interconnect von ARM, wohl einem CCI-550.

Die Grafikeinheit ist neu: Statt einer Mali-G71-MP8 gibt es eine Mali-G72-MP12, also 50 Prozent mehr Rechenkerne. Die G72 hat einen überarbeiteten Pipeline-Aufbau, was viel Die-Fläche spart. Zwar taktet die neue GPU geringer (deutlich unter 1 GHz statt leicht darüber), dank mehr Shadern rechnet sie aber 20 Prozent schneller und soll 50 Prozent effizienter sein. Am 64-Bit-Interface hängt LPDDR4X-1833, der Kirin 960 unterstützt UFS 2.1 für Storage.

  • Überblick zum Kirin 970 (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Detailliertere Informationen (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Das SoC wird in 10 nm gefertigt. (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Beim Vorgänger war es noch 16FFC. (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Neu ist die NPU für AI lokal auf dem Smartphone. (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Die entsprechende Hardware braucht wenig Platz. (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Huawei unterstützt verbreitete Frameworks. (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Die GPU ... (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • ... und die CPU werden effizienter. (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Der Dual-ISP wurde verbessert. (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Huawei hat das derzeit schnellste LTE-Modem. (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
Überblick zum Kirin 970 (Foto: Marc Sauter/Golem.de)

Neu ist die integrierte NPU (Neural Processing Unit), die Technik stammt vom chinesischen Startup Cambricon; die IP nennt sich Cambricon-1A. Sie schafft via 3x3 Matrizen-Multplikation 1,92 Teraflops bei halber Gleitkomma-Genauigkeit (Half Precision, FP16) und ist für Inferencing gedacht. Die NPU kann auf Basis eines trainierten neuronalen Netzes verschiedene Aufgaben übernehmen, etwa das Analysieren von Fotos. Andere Chips nutzen dafür die CPU-Kerne sowie den DSP plus die Grafikeinheit und sind dennoch langsamer sowie weit weniger effizient. Huawei unterstützt mit Caffe, Caffe 2, Tensorflow und Tensorflow Lite die gängigen Frameworks.

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Laut Hersteller braucht der Chip nur 30 Milliwatt für AI-Berechnungen, wohingegen das SoC im normalen Betrieb zumeist bei 25 Milliwatt mit einer Spitzenleistungsaufnahme von 1 Watt liege. Die NPU kann wie die GPU abgeschaltet werden (Power Gating). Anwendungsfälle sieht Huawei neben besseren Fotos unter anderem bei der Thread-Verteilung auf den CPU-Kernen zugunsten einer längeren Akkulaufzeit, für Spracherkennung oder für Virtual Reality mit Googles Daydream. Generell möchte Huawei die App-Entwickler ermutigen, die lokale AI-Hardware statt die Cloud zu nutzen.

Huawei hat das derzeit schnellste LTE-Modem

Im Kirin 970 steckt kein Bluetooth, dafür aber ein schnelles LTE-Modem: Mit Cat18/Cat13 schlägt es selbst Qualcomms X16 im Snapdragon 835. Es erreicht 1,2 GBit/s im Downstream und 150 MBit/s im Upstream per 4x4 MIMO plus fünffacher Carrier-Aggreation für zwölf Streams sowie 256QAM. Weitere Neuerungen sind ein verbesserter 14-Bit-Dual-ISP für Fotos sowie eine eigene Media-Engine, die 4K60 decodiert und 4K30 encodiert - mit HEVC (H.265) und HDR10, versteht sich. Ergo werden 4K-60-Hz-Panels unterstützt.

Der neue Chip wird für Smartphones und Tablets verwendet, eine Integration in Smart-TVs oder eine Lizenzierung an andere Hersteller wird es nicht geben. Für Anfang 2018 plant Huawei aber ein Developer Board mit dem Kirin 970, ein Prototyp davon war auf der Ifa 2017 für Demos bereits ausgestellt.

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