Частота мобильных SoC впервые превысит 5 ГГц, а Kirin от Huawei всё ещё не достиг 3 ГГц

Если бы не санкции США, Huawei и её чипы Kirin сегодня, вероятно, были бы одними из лучших на рынке.

За последнее десятилетие тактовая частота мобильных систем-на-кристалле (SoC) выросла в несколько раз, и в этом году отрасль достигнет исторической вехи: частота мобильного SoC впервые превысит отметку в 5 ГГц.

Этот скачок производительности стал возможен благодаря тесному сотрудничеству Apple, Qualcomm, MediaTek и TSMC. Эти ведущие компании, используя передовые технологические процессы TSMC, не только разрабатывают самые современные мобильные чипы, но и достигают ранее немыслимых уровней производительности.

Диаграмма, опубликованная инсайдером Kurnal, наглядно показывает траекторию роста частот у ведущих производителей. Текущий флагман Qualcomm Snapdragon 8 Elite Gen5 уже работает на частоте 4.61 ГГц, а по слухам, следующий Snapdragon 8 Elite Gen6 Pro официально перешагнёт рубеж в 5 ГГц. MediaTek Dimensity 9600 Pro также достигнет аналогичного уровня. Кроме того, производительные ядра Apple A19 Pro уже работают на частоте 4.26 ГГц.

Стабильный рост тактовой частоты напрямую ведёт к значительному повышению производительности новых чипов как в однопоточных, так и в многопоточных задачах. Huawei остаётся единственным крупным игроком, который не смог воспользоваться преимуществами этого технологического прогресса.

Новейший чип Huawei Kirin 9030 до сих пор не преодолел порог в 3 ГГц. Основная причина этого разрыва — торговые санкции США, введённые в 2019 году.

После введения запретов Huawei лишилась возможности сотрудничать с TSMC и была вынуждена производить чипы на 7-нм процессе компании SMIC. У SMIC нет новейшего оборудования для литографии в крайнем ультрафиолете (EUV), поэтому компания использует более старое оборудование DUV, что жёстко ограничивает возможности по совершенствованию техпроцесса.

Конечно, чипы, стремящиеся к частоте 5 ГГц, также сталкиваются с ограничениями законов термодинамики. Чем выше частота кремниевого чипа, тем больше вероятность резкого роста температуры и последующего троттлинга (снижения частоты из-за перегрева).

Однако производители уже разработали комплексные решения для борьбы с нагревом. Использование паровых камер большего размера, миниатюрных активных систем охлаждения с вентиляторами и других передовых технологий позволяет новым чипам сохранять высокую производительность при длительных нагрузках и обеспечивать более стабильный тепловой режим.

Интересный факт: Вопреки распространённому мнению, тактовая частота — не единственный и не всегда главный показатель производительности процессора. Архитектура ядер, количество транзисторов, размер кэш-памяти и энергоэффективность играют не менее важную роль. Например, некоторые современные процессоры с более низкой частотой могут значительно превосходить по производительности старые модели с более высокой частотой благодаря оптимизированной архитектуре. Тем не менее, преодоление психологического рубежа в 5 ГГц для мобильных чипов является важным символическим достижением для всей полупроводниковой индустрии.