Huawei нашла способ снизить нагрев новых чипов Kirin

Huawei снова вернулась к своей концепции Tau Scaling Law, которая должна стать основой для развития будущих процессоров Kirin.

На этот раз компания решила разобраться с одной из самых неприятных проблем современных мобильных чипов: высоким энергопотреблением и перегревом.

Чем больше транзисторов производители размещают внутри процессора, тем выше должна становиться плотность вычислений, а вместе с ней потенциально растут энергопотребление и температура. Особенно заметно это становится при использовании сложных многослойных конструкций и дальнейшем уменьшении техпроцесса.

Huawei утверждает, что ее подход Tau Law позволяет обойти эту проблему.

В обновленной научной работе компании рассматривается вопрос о том, почему чип с огромным количеством транзисторов не обязательно должен превращаться в маленькую походную печку. Авторы обращают внимание на важный момент: значительная часть энергии внутри современного процессора расходуется не непосредственно на работу транзисторов, а на перемещение данных между вычислительными блоками.

И вот именно здесь Huawei видит главный резерв для оптимизации.

По данным компании, в тестах будущего поколения Kirin удалось заметно снизить энергопотребление отдельных блоков. NPU стал потреблять примерно на 66% меньше энергии, GPU показал снижение примерно на 58%, а высокопроизводительные ядра CPU потребляли на 41% меньше.

Для мобильного процессора это потенциально очень серьезный результат, ведь меньшее потребление означает не только более продолжительную работу смартфона от аккумулятора, но и меньшее количество тепла, которое приходится отводить системе охлаждения.

Huawei одновременно увеличивает количество транзисторов и пытается снизить энергозатраты самого чипа. Логика примерно такая: проблема заключается не столько в количестве транзисторов, сколько в том, насколько эффективно они обмениваются данными.

Это отличается от классического представления о развитии процессоров через закон Мура, где основное внимание уделяется росту плотности транзисторов. Huawei фактически предлагает смотреть на следующую проблему: что происходит с данными после того, как мы разместили внутри чипа огромное количество вычислительных элементов?

Именно передача данных по металлическим соединениям может становиться одним из главных источников энергопотребления.

Если подход Huawei действительно подтвердится на коммерческих чипах, то это может оказаться особенно полезным для смартфонов. Производителям уже недостаточно просто увеличивать производительность, нужно одновременно удерживать температуру, расход батареи и стабильность работы под длительной нагрузкой.

Пока, правда, я бы не спешил объявлять Tau Law панацеей, все приведенные результаты относятся к исследованиям и тестам Huawei, а реальные смартфоны создают гораздо более сложные условия. На итоговую температуру влияют система охлаждения, корпус, аккумулятор, прошивка и конкретные сценарии нагрузки.

Но сама идея выглядит любопытно, Huawei пытается решить проблему перегрева не отказом от роста вычислительной плотности, а снижением стоимости передачи данных внутри самого процессора.

Если будущие Kirin действительно смогут сочетать большое количество транзисторов с заметно меньшим энергопотреблением, у Huawei появится еще один аргумент в пользу собственной архитектурной школы. И тогда разговор о китайских чипах будет все меньше сводиться к тому, насколько они догоняют конкурентов, и все больше к тому, какие собственные решения они способны предложить.