近期,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“逻辑折叠”技术的新型SoC的内部构造。该芯片采用了创新的分层设计,分别将计算单元和SRAM单元分为两个Die(裸片),并通过逻辑折叠技术将其结合为一体。这种设计不仅缩短了信号传递的链路,还实现了微米级的垂直互连,使得这两个Die像一个单个芯片一样运作。
根据华为半导体业务负责人何庭波的论文,逻辑折叠并不等同于传统的芯片堆叠。不同于将现成模块在封装层面连接,逻辑折叠是将平面上的完整逻辑系统重新设计到三维空间中,从而提升芯片的密度和性能,同时优化信号链路并降低功耗和时延。
从Kurnal发布的标准图可见,两个裸片的尺寸均为11.13mm × 10.84mm,总面积120.65mm²,尽管每个裸片的面积稍小于前代麒麟9030S的122mm²,由于采用双Die的逻辑折叠设计,其整体晶体管密度显著提高。根据爆料者@Taog_1575的泄露信息,麒麟9050 Pro的计算Die使用了N+3工艺,而SRAM Die则采用了N+2工艺,形成了一种前所未有的工艺组合。
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,较麒麟9030 Pro的1.55亿颗提升了55%。而单看计算Die的逻辑单元晶体管密度,提升率则为28%。在关键路径时延方面,创新的逻辑折叠架构减少了55%的时钟缓冲器数量,关键路径时延也下降了30%。此外,麒麟9050 Pro可实现500万个信号传输键合,其跨Die的传输带宽达到125TB/秒,有效降低了信号传输时延。
根据华为的官方数据,麒麟9050 Pro在多核CPU性能上较前代提升了23%;与此同时,芯片中还集成了一颗超低功耗微核,用于处理低负载场景以降低待机能耗;GPU的图形渲染性能提升了40%,而NPU性能提升了惊人的140%,能够在设备端运行大型模型;其第十代ISP增强了长焦拍摄的清晰度,提升幅度达到34%;在通信技术方面,集成的新巴龙基带支持超5.5G通信。
从Kurnal公布的计算Die标注图看,麒麟9050 Pro的所有逻辑计算单元都集中在此层。其中,左上角是Maleoon 955 GPU,拥有6个核心,主频可达1056MHz,占据较大面积。Maleoon 955 GPU的下方和右侧是LinXi CPU区域。具体来说,麒麟9050 Pro采用自家研发的灵犀9核16线程CPU,设有1+6+2架构,包含一个主频3.1GHz的LinXi-Big核心,六个主频2.2GHz的LinXi-Mid中核,以及两个1.75GHz的LinXi-Small小核。值得注意的是,裸片上,CPU被拆分成两组独立的集群,分别配置大中小核心。
计算Die的右侧有一个面积相当大的Kirin ISP,配备专用的双核CPU。Die的下方中央是四核的达芬奇(Da Vinci)NPU,左下角是DSP/Display单元,右下角则是巴龙5G基带。此外,该Die内部布局还包括多个Cache控制器,以及众多Memory和I/O控制器等模块。
与计算Die垂直耦合的SRAM Die则并不是简单的缓存层,而是具备高度对应性的有源存储层。Kurnal的SRAM Die标注图显示,含有六个Maleoon 955 GPU核心,每个核心配备独立的一级缓存,并共享4MB的二级缓存。