Kirin 9000S

Kirin 9000S — это однокристальная система (SoC) на базе архитектуры ARM, разработанная компанией HiSilicon (дочернее предприятие китайской Huawei Technologies) и выпущенная в 2023 году. Чипсет позиционируется как флагманское решение для мобильных устройств, в первую очередь для смартфонов серии Huawei Mate 60. Его появление стало значимым событием на рынке полупроводников, поскольку оно продемонстрировало способность китайской промышленности производить передовые чипы с использованием 7-нанометрового техпроцесса, несмотря на действующие экспортные ограничения со стороны США.

История

Предпосылки и контекст

До 2020 года HiSilicon была одним из ведущих разработчиков мобильных процессоров, выпуская линейки Kirin 9000 (5-нм) и Kirin 9000E. Однако после введения санкций США в 2020 году, которые запретили поставки передовых полупроводниковых технологий и оборудования для Huawei, компания оказалась отрезана от производства чипов на мощностях TSMC (Тайвань). Это привело к дефициту флагманских SoC и переходу Huawei на использование чипов Qualcomm (например, Snapdragon 8+ Gen 1), но с ограничением по поддержке сетей 5G.

Разработка и анонс

В 2023 году, после нескольких лет разработки, HiSilicon представила Kirin 9000S. Его производство было налажено на мощностях китайской компании Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC). По данным аналитиков, SMIC использовала 7-нанометровый техпроцесс (N+2), который является улучшенной версией предыдущего 7-нм техпроцесса, но без использования технологий глубокого ультрафиолетового литографии (EUV), доступ к которым был ограничен. Чип был впервые замечен в смартфонах Huawei Mate 60 Pro, выпущенных в конце августа 2023 года без официального анонса.

Значение

Появление Kirin 9000S вызвало широкий резонанс в технологическом сообществе. Оно показало, что Китай смог частично преодолеть технологические барьеры, созданные санкциями, и начать серийное производство относительно современных чипов. Однако эксперты отмечают, что по производительности и энергоэффективности Kirin 9000S уступает флагманским решениям конкурентов (Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2, Apple A17 Pro), выпущенным в том же году.

Архитектура и характеристики

Процессор (CPU)

Kirin 9000S использует гетерогенную архитектуру big.LITTLE с четырьмя кластерами ядер:

• Одно сверхвысокопроизводительное ядро на архитектуре ARM Cortex-X2 (частота до 2,62 ГГц).
• Три высокопроизводительных ядра на архитектуре ARM Cortex-A710 (частота до 2,15 ГГц).
• Четыре энергоэффективных ядра на архитектуре ARM Cortex-A510 (частота до 1,53 ГГц).

Такая конфигурация обеспечивает баланс между производительностью в ресурсоёмких задачах (игры, обработка видео) и энергосбережением при повседневном использовании.

Графический процессор (GPU)

В качестве GPU используется Maleoon 910, разработанный самой HiSilicon. Это новый графический ускоритель, который пришёл на смену Mali-G78 MP24, применявшемуся в Kirin 9000. По данным бенчмарков, Maleoon 910 демонстрирует производительность на уровне Qualcomm Adreno 730 (Snapdragon 8 Gen 1), но уступает более новым решениям. Чип поддерживает трассировку лучей (Ray Tracing) и технологии масштабирования изображения.

Нейронный процессор (NPU)

В состав SoC входит выделенный нейронный процессор (NPU) для ускорения задач искусственного интеллекта (AI). Он обеспечивает работу функций, связанных с обработкой изображений, голосовыми помощниками и машинным обучением на устройстве. Производительность NPU оценивается как высокая, что позволяет реализовывать сложные алгоритмы, например, в камере смартфона.

Модем и связь

Kirin 9000S оснащён встроенным модемом Balong 5000, который поддерживает сети 5G (включая Sub-6 ГГц и миллиметровые волны). Это стало важным отличием от предыдущих моделей Huawei, которые из-за санкций поставлялись с модемами 4G. Чип поддерживает агрегацию несущих частот (CA) и технологию MIMO 4x4. Также присутствует поддержка Wi-Fi 6 (802.11ax), Bluetooth 5.2 и NFC.

Производственный процесс

Чип изготавливается по 7-нанометровому техпроцессу (N+2) на мощностях SMIC. По оценкам TechInsights, плотность транзисторов в Kirin 9000S составляет около 90 миллионов транзисторов на квадратный миллиметр, что близко к показателям 7-нм техпроцесса TSMC (N7), но уступает 5-нм и 3-нм техпроцессам. Размер кристалла — примерно 120 квадратных миллиметров.

Производительность

Синтетические тесты

В бенчмарках, таких как Geekbench 6, Kirin 9000S показывает следующие результаты:

• Одноядерная производительность: около 1300–1400 баллов (сравнимо с Snapdragon 8 Gen 1).
• Многоядерная производительность: около 4000–4200 баллов (на уровне Snapdragon 8 Gen 2, но с некоторым отставанием).

В графическом тесте 3DMark Wild Life Extreme чип набирает около 2500–2700 баллов, что соответствует среднему уровню флагманов 2022 года.

Реальная производительность

В повседневных задачах (веб-сёрфинг, социальные сети, мессенджеры) Kirin 9000S работает плавно, без заметных задержек. В требовательных играх, таких как Genshin Impact, чип способен выдавать стабильные 40–50 кадров в секунду при средних настройках графики, но при высоких настройках возможны просадки до 30–35 кадров. Троттлинг (снижение производительности из-за нагрева) проявляется через 15–20 минут интенсивной нагрузки, что характерно для чипов, произведённых по менее совершенным техпроцессам.

Энергоэффективность

Из-за использования 7-нм техпроцесса (вместо 5-нм или 4-нм у конкурентов) Kirin 9000S потребляет больше энергии при максимальной нагрузке. В режиме ожидания и при лёгких задачах энергопотребление находится на приемлемом уровне. Аккумулятор смартфонов на базе этого чипа (например, Huawei Mate 60 Pro ёмкостью 5000 мА·ч) обеспечивает около 1–1,5 дня работы при умеренном использовании.

Применение

Смартфоны

Kirin 9000S используется в первую очередь в флагманских смартфонах Huawei:

• Huawei Mate 60 Pro (2023) — первый смартфон с этим чипом.
• Huawei Mate 60 (2023) — базовая модель серии.
• Huawei Mate 60 Pro+ (2023) — улучшенная версия с дополнительными функциями камеры.
• Huawei P70 (2024, ожидается) — по слухам, также будет оснащаться этим процессором.

Планшеты и другие устройства

По неподтверждённым данным, Kirin 9000S может быть установлен в некоторые планшеты Huawei серии MatePad Pro, а также в ноутбуки на базе HarmonyOS. Однако официальных анонсов на начало 2024 года не было.

Критика и ограничения

Технологическое отставание

Эксперты отмечают, что Kirin 9000S по совокупности характеристик уступает флагманским чипам 2023 года от Qualcomm (Snapdragon 8 Gen 3) и Apple (A17 Pro). Основные недостатки:

• Графическая производительность — Maleoon 910 медленнее Adreno 740 и A17 GPU.
• Энергоэффективность — из-за более старого техпроцесса чип греется сильнее и быстрее разряжает батарею.
• Отсутствие поддержки новейших стандартов — например, Wi-Fi 7 и Bluetooth 5.3.

Зависимость от SMIC

Производство на SMIC ограничено мощностями и технологическими возможностями. Компания не может выпускать чипы по техпроцессам тоньше 7 нм из-за отсутствия оборудования EUV, что делает Kirin 9000S тупиковой ветвью развития без перспектив перехода на 5 нм или 3 нм в ближайшем будущем.

Политический контекст

Появление Kirin 9000S вызвало обеспокоенность в США и других странах, так как оно свидетельствует о прогрессе китайской полупроводниковой промышленности в условиях санкций. В ответ на это Министерство торговли США в 2023 году ужесточило экспортные ограничения, в том числе на поставки оборудования для SMIC. Это может затруднить дальнейшее производство подобных чипов.

Интересные факты

• Первые партии Kirin 9000S были выпущены без официального анонса. Huawei представила смартфоны Mate 60 Pro в конце августа 2023 года, но не раскрыла технических характеристик процессора. Аналитики обнаружили чип только после разборки устройств.
• Название «Kirin 9000S» может указывать на то, что это не полноценный новый чип, а модификация предыдущего Kirin 9000 (5-нм), адаптированная для 7-нм техпроцесса SMIC.
• Производительность NPU в Kirin 9000S позволяет реализовать функцию «AI-удаление объектов» в камере, которая работает полностью на устройстве без отправки данных в облако.

Источники

• TechInsights: «Huawei Mate 60 Pro Teardown: Kirin 9000S SoC Analysis» (2023)
• AnandTech: «HiSilicon Kirin 9000S: A Deep Dive into the 7nm SoC» (2023)
• Counterpoint Research: «Kirin 9000S: Implications for the Global Semiconductor Industry» (2023)
• Официальные спецификации Huawei Mate 60 Pro (2023)
• Geekbench 6 база данных результатов тестов (2023)