Huawei HiSilicon Kirin 980は、AppleのA12 Bionicより1年以上性能が遅れている

AppleのiPhone XSとiPhone XRに搭載されているA12 Bionicチップに続き、Huaweiは独自のカスタム7nm ARM SoCを発表しました。しかし、同じ製造プロセスを使用しているにもかかわらず、Kirin 980を搭載したHuaweiのフラッグシップモデルMate 20 Proは、AppleのiPhone XS A12に大きく遅れをとり、昨年のA11搭載iPhone Xを大きく下回るパフォーマンススコアとなっています。

SoC戦争におけるApple

Apple 社が今秋発表した新型 iPhone には、CPU と GPU コアの大幅な進化、Neural Engine NPU と Image Signal Processor の大幅な進化、Face ID を動かすより高速なセキュア エレメント、メモリとストレージ コントローラの改善、そしてモバイル半導体製造に利用可能な最も高度な製造技術である 7nm を使用して製造された新しい A12 Bionic チップの発表が含まれていました。

AnandtechのAndrei Frumusanu氏による最初のSPEC2006ベンチマークでは、A12 BionicはSamsungのExynos 9810および8895、QualcommのSnapdragon 845および835などの他のモバイルチップよりも高速であるだけでなく、実際にデスクトッププロセッサのパフォーマンスに近づいているという結論が出ました。

そのレポートでは、Apple が「ここ数世代で最も大きなパフォーマンスの向上の 1 つ」を実現したと述べ、同社がカスタム CPU コア設計に加えた「改善点を実際よりも低く評価している」と述べている。

7nmの銃撃戦には他に1人のガンマンしかいなかった

しかし、モバイル デバイスで使用される最初の 7nm SoC として、Apple の A12 Bionic は、同じプロセスで構築された SoC と比較する必要があります。回路のサイズを縮小するだけでも、パフォーマンスと効率性が向上する可能性があるためです。

9月には、SoC最大手2社であるQualcommとMediaTekが、自社の7nmチップの発売を2019年まで延期したと報じられた。UMCは投資を「成熟」した特殊プロセスノードにシフトしたと考えられており、一方Globalfoundriesは自社の7nm FinFET技術開発を無期限に停止している。

サムスンは、ここ数年でTSMCに移行したAppleからの受注を取り戻そうと、独自の7nmプロセスの開発に取り組んでいると見られています。Intelは10nmプロセスの開発で数年遅れていますが、2019年には量産体制に入ると約束しています。

モバイル生産において7nmプロセスによるSoCを完成させたチップ設計会社は、Huaweiのファブレス設計子会社であるHiSiliconのみです。AppleとHuaweiはどちらも、カスタムチップの設計にTSMCを利用しています。しかし、7nmプロセス自体は性能のベンチマークではありません。Appleは長年にわたり、同じプロセスで製造された競合SoCの性能を凌駕してきました。

AppleはCPUコアとGPUコアを自社設計していますが、HuaweiのKirin 980はARMが設計したリファレンスデザインコア（Cortex-A76およびA55アーキテクチャのCPUコアとARM Mali-G76 GPU）を採用しています。Huaweiはまた、デュアルISPとNPU（ニューラル・プロセッサ・ユニット）を追加し、QualcommのSnapdragonに類似したCat.21モデムを統合しています。一方、Appleは引き続きIntel製の外付けモデムを使用しています。

Kirin 980はAndroidの全てに勝てない

PhoneArenaの記事で、Victor Hristov氏はKirin 980とAppleのA12 Bionicの性能ベンチマークを比較しました。Huaweiは自社のチップでQualcommのSnapdragon 845を上回ることを目指していましたが、GeekBenchのシングルコアスコアでは、HuaweiのMate 20 ProはSamsungのGalaxy Note 9（845搭載）に加え、Appleの最新iPhone XS、さらには昨年発売されたiPhone Xにも及ばない結果となりました。

Mate 20 ProのKirin 980は、GoogleのPixel 3XLのような他の高価格帯のAndroid端末よりも大幅に高速でした。Pixel 3XLもSnapdragon 845を搭載していますが、Note 9やMate 20 ProよりもRAM容量が少ないです。Androidは大量のRAMを必要としますが、AppleのiPhoneはRAM容量が少なくても高速でした。

マルチコアベンチマークでは、Mate 20 Proは他のAndroid端末より優れていたものの、昨年のiPhone Xと比べると依然として大幅に遅れをとっている。AnTuTuのCPU/GPU複合スコアでは、HuaweiのMate 20 ProはiPhone Xを上回るベンチマークを記録したが、Appleの最新のXSには遠く及ばなかった。

GPU固有のGFXBenchスコアでは、HuaweiのMaliグラフィックスはiPhone Xとそれ以降のiPhoneの両方に大きく遅れをとった。同サイトは、Huaweiのチップは「このベンチマークを実行するたびに、奇妙なことに大きく異なる結果を出す」と指摘し、最高スコアのみを使用しており、それでもAppleのカスタムGPU、さらにはSamsungのNote 9に搭載されている同様のMaliグラフィックスには及ばないと指摘した。

フリストフ氏は「Kirin 980を搭載したMate 20 Proはファーウェイにとって大きな前進だ」としながらも、「ほとんどの分野でAndroidで最速のチップだが、AppleのA12 Bionicにはかなわない」と述べている。

ベンチマークを超えて

ベンチマークでは、これまで様々な競合製品が新チップの発売ごとに少しずつリードを広げてきたことが歴史的に示されていますが、Appleは新しいシリコン技術への絶え間ない投資によって、ライバルを次々と引き離してきたという点で他に類を見ない存在です。例えば、A7の64ビットアーキテクチャへの移行や、昨年のA11 BionicではApple初のカスタムGPUと、機械学習機能に特化したカスタムシリコンである全く新しいNeural Engineの両方が採用されました。

新しい技術と製造プロセスの開発には多額の費用がかかります。かつてAndroidスマートフォンメーカーは、複数のチップメーカーから選択することができました。しかし、Googleがライセンシーに低価格帯市場への進出を促し、基本的なGPUと汎用部品のみを搭載したより安価なデバイスを製造させたため、高度なプロセッサの市場は縮小しました。

Texas Instruments 社の OMAP アーキテクチャと Nvidia 社の Tegra は、かつては派手な Android の主力製品に搭載されていましたが、一連の製品失敗の後、両社ともモバイル分野から完全に撤退しました。

その結果、クアルコムをはじめとする小規模なチップメーカーがモバイルチップの需要に応えることになりました。しかし、Androidメーカーがリソースを結集してAppleの優位性に対抗するのではなく、個々のライセンシーが独自のチップ開発を進めており、特にサムスンのExynosやHuaweiの子会社HiSiliconがKirinシリーズを設計しています。

こうした重複した取り組みにかかる莫大な費用は、プレミアム製品の売上に貢献しない限り、維持することは困難です。サムスン自身も、Galaxy SとNoteのハイエンドモデルの販売努力は、2014年のピーク時以来、停滞しています。モバイル部門が現在赤字に陥っているという事実は、ハイエンドチップの投機的な開発にさらなるリソースを投入することをますます困難にしています。

Huaweiは現在、Galaxy NoteやAppleのiPhoneシリーズと同等の価格帯のデバイスを販売しようとしており、Kirin 980はAppleの最新チップ技術に匹敵する性能を持つと期待されていた。しかし、Huaweiの利益はAppleどころか、Samsungの利益のほんの一部に過ぎない。

一方、Apple は、より高速なカスタム シリコン設計の開発費用を賄うプレミアム iPad および iPad Pro モデルとともに、毎年 2 億台を超える高級 iPhone を販売し続けています。

サムスンでさえ、これに匹敵する数のプレミアムスマートフォンを出荷していません。実際、Appleは米国だけでなく、様々なブランドが存在し、多くの販売台数を誇る中国でも、プレミアムスマートフォンの売上の大部分をしっかりと掌握しています。中国では、低価格モデルを大量に生産しているため、利益はほとんど上がりません。

Appleは毎年、世界中で販売される高級スマートフォンやタブレットの大部分を独占し、モバイルプロセッサ、GPU、Neural Engineのような新しい専用プロセッサ、そして高度なメモリやストレージコントローラの高度な開発資金を調達しています。かつてSoC分野でAppleの最大のライバルであったQualcommは、プレミアムデバイスの販売を目標とするAndroidメーカーが独自のカスタムチップ設計に取り組む一方で、業界全体でライセンス争いに巻き込まれています。

これは、Apple が今年、開発で 1 年以上先行しているだけでなく、スマートフォンをターゲットにした SoC だけでなく、タブレット、ウェアラブル、その他の新しい製品カテゴリ向けに最適化されたチップでも、Android メーカーが商業的に重要で収益性の高いビジネスを確立していない分野でも、引き続き飛躍し、前進していくことを示しています。