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华为麒麟970解析:集成NPU成亮点

2017年9月4日 来源:网上三好街 编辑:小确幸 【我要评论】
不久之前,在“深商名企走进华为”活动中,华为消费者BG CEO、华为终端公司董事长余承东曾透露,以前做海思芯片是一个非常艰难的决定,因为做海思芯片,做得很差,要放弃的话是亏损,要不用它的...    

    不久之前,在“深商名企走进华为”活动中,华为消费者BG CEO、华为终端公司董事长余承东曾透露,以前做海思芯片是一个非常艰难的决定,因为做海思芯片,做得很差,要放弃的话是亏损,要不用它的话,永远成长不起来,要用它的话竞争力又很差。然而,华为还是选择坚持了下来,做到比较差、有点差,后来到慢慢接近一点,再到麒麟950开始慢慢领先,麒麟960领先。

    很显然,从严重落后到慢慢领先一路走上来,华为仍在不断突破。就在北京时间9月2日晚,在德国柏林的IFA 2017展会上,华为正式发布了新一代移动SoC芯片。华为余承东表示,麒麟970是华为首款人工智能移动计算平台,并且是全球首个集成独立AI人工智能专用NPU神经网络处理单元的移动芯片,所采用的是创新的HiAI移动计算架构。

    AI加持:全球第一枚集成NPU神经网络单元的移动芯片


    所谓的HiAI移动计算架构,主要有四部分组成,CPU、GPU、ISP/DSP和NPU。作为全球第一枚集成专用NPU的移动芯片,华为一开场就重点介绍NPU神经网络单元,声称在HiAI架构下AI性能密度大幅优于CPU和GPU,能够用更少的能耗更快的完成更多任务,大幅提升芯片的运算效率。

    更具体来说,在16位浮点数(即FP16)时,麒麟970内置的NPU运算能力达到1.92 TFLOPs,在AI人工智能深度学习下,所有硬件能够协调芯片内部的各个组件及手机硬件,如ISP、DSP,保持处理某些特定任务时,提升速度并低功耗运作。例如有了NPU的加成,在图像识别任务上,对比Cortex-A73 CPU 性能提升25倍,能效提升50倍之多,拍摄1000张照片仅仅消耗4000mAh电池手机0.19%的电量,图像识别速度可达到约2000张/分钟。


 
    相比之下,三星S8使用CPU处理每分钟仅95张,苹果iPhone 7 Plus同时使用CPU和GPU,每分钟也仅能识别487张,华为完胜:


    简而言之,麒麟970有了NPU单元之后,至少在拍照和图像处理上,比之前单纯依赖CPU和GPU要快得多。而对于竞争对手,麒麟970最直接的就是保持高效率,并且更加的省电。未来AI独立单元内置于芯片一定是趋势,苹果也在做,只是华为抢先开了个头,据说拿到了中科院寒武纪授权的AI指令才加速了研发。当然了,所谓的AI加持提升多少运算处理效率,目前并没有统一标准进行衡量,只能听华为官方的举例来解释。

    无论如何,在AI人工智能芯片领域,FP16和FP8已经变得越来越重要,因为神经网络使用十进制数作为计算矩阵的一部分,然而这些浮点数不需要那么精确,这意味着FP16和FP8比一个完整的32位或64位浮点数更重要。

    按照华为的说法,AI芯片能够以人类的思考方式来理解人类诉求,具备高处理速度,高密度和高能效比,而麒麟970只是个开始,并超越竞争对手。余承东表示,麒麟970更快,更强,更聪明,更出色带来了人工智能时代下的崭新体验,展望智能手机的未来,我们正处于一个激动人心的新时代开端,“移动AI=设备AI+云AI”,未来智能终端将能够看懂、听懂,更了解你,能够思考更懂你,能够对话以更好的服务你。

    CPU无提升令人失望,GPU难得首发了Mali-G72麒麟970采用的是台积电的10纳米工艺制程打造,余承东表示这枚芯片复杂程度集成度非常高,在约100平方毫米的狭小体积内集成了55亿个晶管体。相比之下,竞争对手高通当下最强旗舰芯片骁龙835集成的晶体管数量是31亿,而苹果A10则是33亿,暂时不清楚即将登场的A11是多少。

    CPU部分,麒麟970与上一代麒麟960一样为八核心设计,由4个主频为2.4GHz的Cortex-A73大内核与4个主频1.8GHz的Cortex-A53内核组成,性能上无变化,毕竟同样架构频率,传闻所说的2.8GHz主频吊打骁龙835并没能实现,但跑分上追平骁龙835应该没问题,并且得益于10纳米工艺的进步能效提升20%。

 

    GPU图形处理器单元部分,华为麒麟970全球首发了ARM的Mali-G72 MP12,12个核心,这是华为首次上两位数核心的GPU了,图形处理性能相比960强很多,性能提升幅度达到20%,同时能效还降低了50%。话说回来,整体看完CPU和GPU,其实麒麟970在功耗方面进步不大,麒麟960高功耗的问题没有通过10纳米得到彻底解决。因为按照正常芯片的更新换代,必定有性能提升功耗下降的进步,而麒麟970的CPU性能未能得到提升的情况下,也仅降低了20%功耗。如此来看,加入NPU单元的确是华为本次升级工作的重点了,而不是抢先冒险用上ARM今年早些时候发布的A75和A55架构。

    全球领先的4.5G网络基带,还支持UFS 2.1华为还全球首发了“4.5G,Pre 5G”调制解调器,支持LET Cat 18通信规格,下行峰值速度最高可以达到1.2Gbps,其他参数还包括有4X4 MIMO、5CC CA和256QAM,支持双卡双VoLTE。余承东介绍称,这一调制解调器能够在全球范围内实现各运营商的高速率组合,华为经过了40万公里的高铁测试,因此在高铁上也能保持稳定的下载速率,再也不用担心坐高铁掉网“失联”。

    麒麟970提供双ISP图像处理单元和Image DSP信号处理单元,得益于更加强大的算法优化和AI神经网络辅助下,吞吐量增加25%,支持AI场景识别、人脸追焦、智能运动场景检测,同时夜拍效果提升。所以,发布会上余承东展示了搭载麒麟970芯片的设备,在拍照上日常吊打三星的Galaxy S8:关于Mate 10目前可以确认的是,该机子所采用的屏幕来自于JDI,刚好是前段时间正式宣布的全面屏幕,6英寸大小,18:9的屏幕比例,分辨率为Quad HD级别的2160×1080像素,采用Pixel Eyes技术。


 
    而在此之前,余承东曾表示,华为新一代旗舰Mate 10的目标是干掉同一时期的苹果新一代iPhone,届时Mate 10综合实力强大。除了强大的麒麟970,余承东强调,该旗舰拥有惊艳的全面屏设计、更长的续航、更快的速度以及更出色的双摄表现,还有不能透露的重磅功能。讲真,在CPU性能上麒麟970应该不是今年最快的芯片,在安卓领域今年最快的应该是未发布的骁龙836,下半年谷歌Pixel 2有望搭载,而苹果即将发布的A11芯片同样令人无比期待。

 

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