Kirin 9050 Prossa Huawei kasvattaa sirun tiheyttä pinoamalla kaksi piikerrosta

Kirin 9050 Pron keskeinen ratkaisu ei ole pelkästään transistorien pienentäminen, vaan kahden aktiivisen piikerroksen pinoaminen päällekkäin. Geekerwanin purkuanalyysi ja Kurnal Insightsille liitetyt sirukuvat esittävät rakenteen, jossa laskentaan painottuva kerros on liitetty SRAM-muistia ja välimuistia sisältävään kerrokseen. Näin siruun voidaan saada enemmän toimintoja samaan pinta-alaan ja joitakin yhteyksiä lyhyemmiksi. Julkistetut luvut eivät kuitenkaan osoita, että piirissä käytettäisiin alan edistyneintä transistorien valmistusprosessia.31113

Kaksi samankokoista siruaihiota päällekkäin

Kuvissa näkyvät kaksi siruaihiota ovat raporttien mukaan suunnilleen samankokoisia: noin 11,13 × 10,84 millimetriä, eli 120,65 mm² kumpikin. Toinen keskittyy laskentaan, kun taas toisessa on SRAM-muistia ja välimuistia sekä esimerkiksi I/O- ja kellotoimintoja.111315

Kerrokset liitetään vastakkain kuparista kupariin tehtävällä hybridiliitoksella. Liitoksen ilmoitettu väli on noin 1,5 mikrometriä, mikä mahdollistaa tiheät pystysuuntaiset yhteydet siruaihioiden välillä.1315

Raporteissa mainitaan lisäksi noin 50 miljoonaa pystysuuntaista liitäntää ja noin 80 000 piin läpi kulkevaa läpivientiä eli TSV:tä. Kyse on eri liitäntätyypeistä, joten lukuja ei pidä laskea yhteen tai pitää keskenään samanarvoisina. Myös TSV-yhteyksien reitityksestä on esitetty erilaisia kuvauksia. Luvut ovat siksi erillisiä raportoitavia määriä, eivät varmennettu kartta kaikista sirun yhteyksistä.13515

Tiheys kasvaa pinoamalla – ei välttämättä pienemmillä transistoreilla

Purkua käsittelevissä jutuissa arvioidaan, että laskentakerroksessa käytetään SMICin N+3-prosessia ja SRAM-painotteisessa kerroksessa N+2-prosessia. Kyse on arvioista, ei kummankin kerroksen valmistusprosessin lopullisesta vahvistuksesta.1115

Huawei ilmoittaa sirun teholliseksi transistoritiheydeksi noin 238 miljoonaa transistoria neliömillimetrillä. Vertailukohtana yhtiö käyttää noin 155 miljoonaa, joten ilmoitettu kasvu on noin 54 %. Luku kuvaa pinotun rakenteen tuomaa tehollista tiheyttä: se ei tarkoita, että kummankin siruaihion transistoritiheys olisi kasvanut saman verran pienemmän valmistussolmun ansiosta.1211

Teholuvut ovat Huawein ilmoittamia

Huawei kertoo, että samalla suorituskyvyllä tehonkulutus pienenee CPU:ssa 41 %, GPU:ssa 58 % ja NPU:ssa 66 %. Nämä ovat yhtiön ilmoittamia lukuja, eivät purkuanalyysin itsenäisesti mittaamia tuloksia. Julkaisua käsitelleissä uutisissa todettiin, ettei väitteitä ollut riippumattomasti tarkastettu.1248

Myös vertailutesteistä kannattaa tehdä maltillisia päätelmiä. Bernstein-tutkimusyhtiön analyysin kerrottiin osoittavan, että Kirin 9050 Pro päihitti Apple A17 Pron joissakin Geekbench 6:n moniydintesteissä, mutta jäi vertailussa Applen uudempaa A20 Prota heikommaksi. Tämä viittaa edistymiseen tietyissä kuormissa, ei yleiseen etumatkaan kaikissa testeissä tai kilpailijoihin nähden.49

Kirin 9050 Pron kerrotaan olevan käytössä Mate 90 -sarjan kalliimmissa malleissa. LogicFolding ei siis ole vain paperille kuvattu arkkitehtuuri, vaan kaupalliseen puhelimeen päätynyt ratkaisu.6

Mitä tekniikka ratkaisee – ja mitä se ei ratkaise?

Pinoaminen antaa Huaweille keinon kasvattaa sirun tehollista tiheyttä ilman, että kehitys nojaa kokonaan tavanomaiseen valmistusprosessin pienentämiseen. Laskennan ja muistitoimintojen jakaminen eri kerroksiin voi myös mahdollistaa eri valmistusprosessien käytön eri osissa sekä lyhentää joitakin datayhteyksiä.711

Vastapainona on monimutkaisempi valmistus ja integrointi: kaksi aktiivista siruaihiota täytyy valmistaa ja liittää toisiinsa erittäin tarkasti. Saatavilla olevat raportit eivät vahvista tuotannon saantoa, kustannuksia tai lämpökäyttäytymistä, joten niiden käytännön vaikutuksista ei voi vielä tehdä varmoja päätelmiä. Pinoaminen ei myöskään tee vanhemmalla prosessilla valmistetusta transistorista vastaavaa kuin alan uusimmalla prosessilla tehty transistori.

Yhdysvaltain vientirajoitusten yhteydessä LogicFolding onkin parasta nähdä keinona kiertää joitakin skaalaamisen rajoitteita – ei todisteena valmistusprosessien tasavertaisuudesta tai täysin omavaraisesta toimitusketjusta. Kirinin toimitusketjua ei ole julkistettu.19