2019年下半年開始,已經(jīng)陸續(xù)有多款5G手機上市,其中華為Mate20 X (5G)于8月16日上市首銷,是國內(nèi)消費者最早能夠買到的5G手機之一,體現(xiàn)了華為在5G技術(shù)領(lǐng)域從芯片到終端研發(fā)方面的強大優(yōu)勢。而9月6日在德國柏林IFA2019展上發(fā)布的麒麟990系列,再次證明了華為在5G技術(shù)上的領(lǐng)先——其中的麒麟990 5G正是目前全球首款旗艦5G SoC,首次將5G Modem集成到SoC芯片中,不僅面積更小,功耗也更低。
看完發(fā)布會后,IT之家小編認為,這是5G手機走向成熟的第一步。而在9月19日,首發(fā)搭載這款芯片的華為Mate30系列也將在德國慕尼黑面世,帶來更出色的5G體驗。
集成5G Modem的SoC芯片,相比外掛式到底好在哪?
為什么說麒麟990 5G首次實現(xiàn)將5G Modem集成到SoC芯片中的這一成果有著重要意義?這要從外掛和集成的區(qū)別說起。如文章開頭所說,在麒麟990 5G發(fā)布之前,我們已經(jīng)能用上5G手機,但目前的5G手機無一例外都采用了外掛5G基帶的方案。
基帶,是指手機內(nèi)部負責(zé)通訊的整個RF系統(tǒng),包括調(diào)制解調(diào)器、射頻、天線等等,但是我們狹義上通常說的基帶,其實所指就是調(diào)制解調(diào)器(Modem)這一關(guān)鍵組件。所謂外掛5G基帶,說的也就是外掛5G調(diào)制解調(diào)器。我們可以先看看外掛調(diào)制解調(diào)器是怎樣的。
以市面上在售的采用外掛5G基帶方案的5G版手機的拆解文章中可以看到,圖中紅框的5G調(diào)制解調(diào)器和黃框部分的CPU處理器是分開的,這就是外掛的5G基帶。那么怎樣是集成基帶呢?雖然目前還無法拆解麒麟990,但簡單來說,集成式基帶被做在了處理器SoC的內(nèi)部。
很顯然,將基帶做到SoC內(nèi)部,形成一個整體,有著更高的技術(shù)挑戰(zhàn)性,也就是說難度非常大,畢竟這是一個高度集成的解決方案,需要解決兼容性、功耗以及基帶對SoC內(nèi)部其他部件的干擾等各種問題。
當(dāng)然這一方案的優(yōu)勢也是明顯的,麒麟990 5G的通訊數(shù)據(jù)交換更加快速便捷,直觀的反應(yīng)就是會讓華為Mate30系列這樣搭載了這款芯片的手機信號會更好,速率更高。根據(jù)官方數(shù)據(jù),麒麟990 5G在Sub-6GHz頻段下能實現(xiàn)領(lǐng)先的2.3Gbps峰值下載速率,上行峰值速率達1.25Gbps,帶來業(yè)界最佳5G體驗。同時,集成式基帶通訊數(shù)據(jù)處理時的功耗也會更小,相比傳統(tǒng)的4G SoC+5G Modem的解決方案,麒麟990 5G功耗表現(xiàn)優(yōu)20%;此外,5G SoC相比其它方案全擁有更小的面積,同時功耗表現(xiàn)也會更優(yōu)秀。
IT之家這里再舉個例子來說明,假設(shè)你在用手機看視頻,如果按照外掛5G基帶的方案,需要很多過程,先是通過5G基帶,基帶處理完之后再把數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚砥,處理器再?jīng)過復(fù)雜的運算處理,然后反饋,又是一個流程,整個過程中有很多資源是都要同時工作的,包括基帶芯片上還需要掛個內(nèi)存,這意味著會產(chǎn)生很多的能耗,同時經(jīng)過幾手的傳輸也意味著更大的時延。
而5G Modem集成在SoC芯片上后,中間很多冗余的過程就會被省略掉,顯然只需要更低的功耗和更低的時延。最終,在處理同樣的業(yè)務(wù)場景下,麒麟990 5G的用戶體驗相比外掛方案就會明顯提升,特別是未來5G會出現(xiàn)很多時延敏感的應(yīng)用場景,5G SoC的優(yōu)勢會更加明顯。
另外,在麒麟990 5G上,內(nèi)存資源的調(diào)度能夠得到和CPU、GPU等統(tǒng)一的優(yōu)化,有利于系統(tǒng)資源調(diào)度的整體優(yōu)化。所以,5G SoC才是業(yè)界公認的未來趨勢,而外掛式5G基帶在信號、功耗、成本、體積等方面都不占優(yōu),只是廠商們在搶跑5G時代或者技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈達不到要求時采用的臨時方案,未來的5G手機最終應(yīng)該都會采用5G SoC,所以我們說,這是5G手機成熟的第一步。這種先發(fā)優(yōu)勢,將讓麒麟990 5G和華為Mate30系列在5G手機市場爭奪戰(zhàn)中領(lǐng)先一個身位,這才是關(guān)鍵。
這些技術(shù)讓麒麟990 5G更好用
麒麟990 5G擁有兩方面的技術(shù)優(yōu)勢:一是更強的通信能力,在支持5G的同時也能向下兼容4G/3G/ 2G等多種網(wǎng)絡(luò)制式,可以有效降低多模間數(shù)據(jù)交換產(chǎn)生的時延和功耗;二是支持SA/NSA 5G雙模組網(wǎng),這在當(dāng)前仍然是領(lǐng)先于其他移動芯片產(chǎn)品的。
在實際應(yīng)用方面,當(dāng)前的5G商用網(wǎng)絡(luò)部署尚不健全,5G應(yīng)用的挑戰(zhàn)仍然是巨大的,通俗來說就是5G手機拿到室外各種場景下使用,仍有很大難度。而在這一方面,IT之家了解到,華為在麒麟990 5G上也作了很多測試、研發(fā)以及創(chuàng)新,最終通過兩個關(guān)鍵的技術(shù)創(chuàng)新,成功應(yīng)對5G使用時的兩個普遍且高難度的場景挑戰(zhàn)。
首先是高速移動場景,麒麟990 5G擁有19%的下行速率提升,能實現(xiàn)穩(wěn)定的5G聯(lián)接。也就是說,未來當(dāng)你在車里、公交上使用搭載麒麟990 5G的華為Mate30系列手機連接5G網(wǎng)絡(luò)時,會有更好的信號、速率表現(xiàn)。
其實,高速移動場景一直是移動通信的一個難點,高速移動時,連接的可靠性會大大降低,很容易網(wǎng)絡(luò)速率就會掉下來。在5G部署初期、網(wǎng)絡(luò)覆蓋不全時,影響就更大了。那么麒麟990 5G是怎么解決的呢?
它采用了一種叫做基于機器學(xué)習(xí)的信道模型匹配技術(shù)。信道模型匹配是一個關(guān)于通信底層算法的概念,對于非通信專業(yè)的同學(xué)來說很難懂。IT之家這里只是籠統(tǒng)地說明一下,對于無線通信而言,不同場景下的傳播特征是不同的,也對應(yīng)不同的信道模型,在高速移動的場景下,這種傳播特征的變化非常復(fù)雜且快速,大大增加模型匹配的難度。而麒麟990 5G基于機器學(xué)習(xí)的無線信道匹配技術(shù),能夠更精準(zhǔn)地實現(xiàn)信道測量來做反饋,從而獲得額外的波束成型的增益,因此可以獲得更高的下載速率。
另一個場景則是5G弱信號場景,這也是我們在5G網(wǎng)絡(luò)部署初期使用5G手機時,可能會經(jīng)常遇到的困難場景。弱信號的區(qū)域通常是距離5G基站比較遠的區(qū)域,這在5G網(wǎng)絡(luò)基站建設(shè)過程中可能會經(jīng)常遇到,尤其是5G大帶寬的條件下,網(wǎng)絡(luò)上行的應(yīng)用會更多,需求也更大,而在弱信號區(qū)域,上行的帶寬資源就會受限。
麒麟990 5G在設(shè)計的時候也考慮到了這個問題,解決的方法,就是華為獨家的智能上行分流技術(shù)。這項技術(shù)簡單來說,就是可以在5G信號弱的區(qū)域從4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)獲得信號收益,從而實現(xiàn)上行信號的疊加。
通過這種方法,麒麟990 5G可以在5G信號覆蓋不足的地方,借助LTE系統(tǒng)來提高覆蓋和容量,提高數(shù)據(jù)或者信令的傳輸速度和可靠性。通常如果沒有采用這種技術(shù)或者其他解決方案的話,5G手機在這種弱信號的場景下速率會越來越差,最后回落到4G。而在智能上行分流技術(shù)加持下,麒麟990 5G在弱信號區(qū)域的視頻直播、短視頻上傳等應(yīng)用場景下,將同時使用5G和4G網(wǎng)絡(luò),上傳速率可提升5.8倍。
在這兩種技術(shù)的加持下,麒麟990 5G將會在信號覆蓋、速率等方面帶來更好的5G體驗,當(dāng)然,這有一個前提,就是不增加系統(tǒng)的功耗。而在功耗方面,麒麟990 5G率先支持了BWP(Bandwidth Part)技術(shù),在5G大帶寬條件下實現(xiàn)帶寬資源的靈活切換,與業(yè)界主流旗艦芯片相比,5G功耗表現(xiàn)優(yōu)44%,帶來更長效的5G體驗。
作為以通信起家的智能手機廠商,華為在通信領(lǐng)域的多年努力帶來了深厚的積淀。IT之家從華為處了解到,在5G方面,華為的研發(fā)時間超過10年,當(dāng)前向3GPP提交的5G標(biāo)準(zhǔn)提案已超過18000個,5G核心專利占比超過20%,在所有廠商中占比最高。并且華為是一家從網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)到半導(dǎo)體芯片設(shè)計再到終端全覆蓋的企業(yè),也就是我們所說的端到端體系,這也讓華為在通信領(lǐng)域從設(shè)計到驗證、從研究到測試,都能夠在統(tǒng)一的體系架構(gòu)內(nèi)順利進行。
相信正是因為具備這樣的技術(shù)優(yōu)勢,華為才能推出全球首款旗艦5G SoC,麒麟990 5G才能夠呈現(xiàn)出這樣的產(chǎn)品形態(tài)。而這樣的優(yōu)勢,也將在智能手機下半場的戰(zhàn)斗中被不斷放大。這讓小編更加期待即將問世的、首發(fā)搭載麒麟990 5G芯片的華為Mate30系列手機,去感受全球唯一5G SoC究竟會有怎樣的5G網(wǎng)絡(luò)使用體驗。特別是在眼下5G商用部署的初期,相信更能體現(xiàn)出其價值所在。
那么華為Mate30系列,不就第一款真正意義上專為5G時代而生的手機?