华为麒麟970是不是真正的AI芯片？华为麒麟970是不是真正的AI芯片？智东西百家号智东西文 | Lina 漠影华为这周末搞了件不大不小的事——发布了“世界首款手机AI芯片”麒麟970——各位科技媒体小编都辛苦了，大周六晚上的不是飞去德国跑会就是在电脑前蹲直播，连约会都要改期，好气哦。咳，言归正传。（华为官方推特介绍，“世界上第一款搭载NPU的AI芯片”）华为为了抢这个“世界第一”着实花了不少心思，作为一个以“自研”为骄傲的企业，本次麒麟970上不仅使用的是别家的（寒武纪的）神经网络处理单元（NPU），智东西还独家获悉到，麒麟970在物体识别方面的一整套嵌入式AI解决方案（从算法＋Camera Tuning）都来自中科创达。此外，据业内人士透露，寒武纪的AI架构在麒麟970上实现的梳理也并非全部是华为海思自研的技术。这款芯片打造了多少个月？仅是加了一个NPU模块就能叫“AI芯片”吗？为什么华为要这么紧赶慢赶抢“第一”？联发科、深鉴科技等业内人士又是怎么看待麒麟970？……以上种种疑问，智东西将为你一一揭晓。一、参数轰炸麒麟970的参数想必大家已经被刷屏了一遍又一遍，但为了文章完整性这里还是不能免俗地需要列一列数据，看过的读者可以直接跳过这段：众所周知，目前九成的手机芯片采用的是ARM的架构，麒麟970也不例外。麒麟970采用ARM Cortex-A73四核+Cortex-A53四核的架构，采用了台积电10nm制造工艺，搭载12核高效GPU、8核高性能CPU，4.5G高速LTE Modem，支持LTE CAT.18，最高下载速度可以达到1.2Gbps，与高通目前发布的最强的X20 LTE基带实力相当。特别值得一提的是，麒麟970的GPU用上了ARM最新推出的Mali-G72 MP12架构——这是Mali-G72 MP12 GPU的首次商用。这个架构很厉害，比上一代的Mali-G71性能提高了40%，能效提高了25%。但如果抛去数据，一个小细节能让你更直观地理解它：在智东西跟某移动端大咖聊天的过程中，他对NPU、10nm统统只是点头微笑，唯有在看到MP12 GPU小小地惊讶了一下。与此同时，麒麟970拥有两个用于处理图像信息的ISP，能够更快速地响应处理图片，并且能在低光照度环境下对降噪进行优化。由中科创达提供的智能拍照技术则将自动识别镜头内的物体（比如一朵静止小花又或是一个奔跑的人类），系统根据该物体的属性调整相机参数或是进行主动去糊。麒麟970会搭载在将于10月16日于慕尼黑发布的华为Mate 10手机上。二、寒武纪？何方神圣？既然一直在说“寒武纪”的NPU，那么这个寒武纪究竟是何方神圣呢？寒武纪科技（Cambricon）是中科院计算所孵化出来的AI芯片创业公司，中科院计算所不仅对寒武纪进行了天使轮融资，同时还给与了长期的支持与投入。8月底，寒武纪宣布完成了1亿美元的A轮融资，投资方为国投创业、阿里巴巴、联想等，一跃成为国内AI芯片届当之无愧的独角兽。不仅如此，寒武纪的两位创始人也非常神奇——一对出身中科院的兄弟。哥哥陈云霁目前仍在中科院计算所担任研究员，从事基础科技研发，弟弟陈天石则当起了公司的CEO。（弟弟陈天石与哥哥陈云霁）不过，很长一段时间，寒武纪这家公司一直以“研究性”企业被业内所知，说白了就是没有产品出来。直到去年4月份的世界互联网大会期间，宣告自己的第一款AI芯片产品寒武纪1A流片了，这一点不断拿来背书，新闻联播、人民日报都说了这事；不过之后其产品到底有没有商用，有没有量产，并没有官方说法，按照2016年底寒武纪CEO 陈天石的说法，“芯片从研发、量产到商用，是一个以年为单位的周期，所以在明年，大家将可以在市面上看到使用寒武纪技术的芯片产品，比如在手机、安防监控等智能终端和云端服务器上。”（寒武纪板卡）不过根据中国科学院计算技术研究所发布的贺信显示，麒麟970芯片上的NPU正是集成寒武纪1A处理器作为其核心人工智能处理单元，实现了手机上本地、实时、高效的智能处理。这也是寒武纪1A真正意义上的一次产品化应用。不过话说回来，恐怕也只有华为这个量级的土壕，才有能力让寒武纪1A真正产品化，从这一点看寒武纪是抱上了一个不错的大腿。三、到底什么是“AI芯片”？上文提到，麒麟970之所以敢叫自己“AI芯片”，最主要的就是集成了寒武纪的NPU（Neural-Network Processing Unit，神经网络处理器。现在所谓的手机处理器，比如高通的835、苹果的A11、麒麟970等，实际上所指的是一个“处理器包”封装在一起，这个计算包专业一点说叫Soc（System-on-a-Chip），高大上的说法是“计算平台”；根据分工不同，很多专用功能的处理单元加进来，比如我们最熟悉的是GPU，现在这个包里的独立单元数量已经越来越大，比如ISP（图像处理）、Modem（通信模块）、DSP（数字信号处理）等，不同的数据进来，交给不同特长的计算模块来处理，这个NPU就是手机处理器平台新加入的一个擅长神经网络计算的单元，那么到底哪些应用会用到神经网络计算？也就是现在最能代表人工智能计算的一些应用，比如模式识别里的语音、图像（人脸）识别，比如其他会用到深度学习的一些AI应用。为了让这个深度神经元网络连接更快，“寒武纪1A”还设计了专门的存储结构，以及完全不同于通用处理器的指令集。“它每秒可以处理160亿个神经元和超过2万亿个突触，功能非常强大，功耗却只有原来的1/10。有时候，有些计算单元会独立出来，不封装在SoC里，比如观察苹果iPhone的主板结构，其Modem模块就一直独立在其A系列处理器模块之外；寒武纪的这个NPU单元之前也是一个独立的处理器单元，只是这次整合封装到了麒麟970的Soc里面。（华为海思麒麟970架构）（高通835架构和华为海思960架构）虽然芯片里的CPU、GPU、DSP都可以用来做运算，但是NPU是专门用于神经网络架构计算的，号称比CPU快25倍的同时效率将提高了50倍。有点类似于你想要剪东西，我给你一把剪刀。至于为什么用的是寒武纪的NPU呢？主要原因是目前国内能做AI芯片级别的公司只有那几家，而寒武纪是中科院出身，和华为的合作自然也是顺理成章。中科院计算自己也表示，计算所自2011年以来就和华为展开合作，组建了“中科院计算所-华为联合实验室”。不过，也没有说现在其他芯片的CPU＋GPU＋DSP架构在人工智能应用方面效果差到哪里去了，恰恰相反，现在的众多手机厂商都在这个架构上对AI功能进行优化。从高通骁龙到联发科Helio，无不在人工智能的芯片应用上进行了大力优化。比如高通在骁龙800和600系列芯片上做了一个软件的神经处理引擎，高通也承诺未来也会出专门用来做神经网络运算的核——比如NPU。所以说，这个NPU，重要，但也没那么重要。以深度学习为例，深度学习分为训练（Training）和推理/应用（Inference）两部分，训练阶段的确需要非常高的计算能力，但在应用层面其实并不需要巨大的计算量——相信没有哪个纯真的用户拿手机去做Training的。另一方面，AI不AI，最终还是得看应用嘛……需要整个移动AI应用的生态起来了，才能体现出硬件的优势。同为手机芯片制造商，联发科的一位产品技术负责人也认为，在芯片上集成硬件相对容易，关键还是上层的应用，用户不会在意这个是不是AI，只会在意体验。虽然华为展示出了三个常见应用方向（AR、计算机视觉、自然语言处理），还动用了开发者网页、开发者工具包、应用商店来招揽开发者，华为消费者业务CEO余承东也在发布会现场承诺，华为将打造一个开放的AI环境，开发者可以直接接入华为NPU功能，也可以通过第三方AI框架接入（目前支持TensorFlow和Caffe）。不过，就目前来看，移动AI应用开发还很少，华为现场展示的AI功能也集中在降噪、拍照美化等方面，快则快矣，没有什么鸡蛋。在应用缺失的情况下，麒麟970、骁龙835、甚至性能再弱些的芯片使用起来也会让用户感觉相差不大。四、为了这个“世界第一”煞费苦心不知道大家还记不记得，去年12月16日，华为旗下手机品牌荣耀推出了2016年最后一款旗舰手机——荣耀Magic。荣耀总裁赵明在讲述这款荣耀3周年的特殊新产品的过程中，全程未提硬件配置，只谈了这款手机的八曲面外形设计和搭载由华为2012实验室研发4年的人工智能引擎Magic Live。除了2012实验室外，华为旗下还有诺亚方舟实验室、高斯实验室、香农实验室，华为没有透露本次麒麟970使用的人工智能技术是否来自这些实验室，但从目前看来主要是这几个部门在研发。不过，仅从深度学习来说，华为的技术并不算领先。这也是为什么虽然华为海思方面非常想要自研“AI芯片”，但为了来得及抢上这个“世界第一”的名头，最终选择了和寒武纪、中科创达合作。一位业内人士对此的评价是——“从急促的拍板签下IP核合同，到和Mate 10分开，赶在苹果之前发布这款芯片，时间上感觉有点赶鸭子上架。”那么华为这个“世界第一”真的要抢得这么急吗？真的要。据传言，这次麒麟970的项目做了大概4-5个月，其中包括了寒武纪、中科创达方面的技术整合、以及流片。从速度来说真的很快，一方面是华为干脆果断的行事作风体现，另一方面也侧面证明了这个“世界第一”真的很急。据了解，台积电下半年的生产线上已经有超过30款“AI芯片”的代工排期了。虽说并不全都是手机芯片，但可以看得出这的确是一股潮流趋势。这一趋势在智东西和业内人士交流过程中也感受颇深。五、业内声音：AI芯片是趋势同为手机芯片商，联发科的一位产品技术负责人告诉智东西，“AI芯片”确实是目前的行业趋势之一，随着手机差异化越来越少，久而久之NPU将会变成“大家都得有”的东西。在智东西此前跟荣耀掌门人赵明的对话中也可以感受到，互联网手机的竞争正从之前的网络营销、网络销售变成更技术化的比拼，在后互联网手机的时代，人工智能正成为核心竞争点之一。从深度学习芯片层面，与寒武纪类似，国内还有另一家专注于“AI芯片”的明星创企——深鉴科技——虽然说他们做“AI芯片”严格意义上是不对的，他们做的是用于深度学习推理应用（Inference）的FPGA板卡（具体参见智东西此前的深度专访《成立一年估值超10亿 与谷歌飙技术 这位90后CEO如何做到？》）深鉴科技创始人兼CEO姚颂则认为，不光是手机芯片，整个半导体行业都将受到AI的冲击。随着深度学习的兴起，不同公司所在意的性能重点不同，一个语音公司与另一个安防摄像头公司所用的芯片不同，比如对于语音识别的用户，他们更加关注延迟，而不是单一的增加吞吐量。未来，处理器的架构分类上将会以应用为导向。结语：我们离真正的AI芯片还有多远？目前看，华为通过用麒麟970这款手机芯片架构整合NLP，抢到了“AI芯片”这个高位，噱头也好，美名也罢；但还有很多问题值得我们关注：1、用上了NLP神经网络计算单元的麒麟970到底能发挥多大作用？会给手机体验带来什么改变，是不是“然并卵？”，要等华为Mate 10发布后具体看。2、麒麟970这套玩法是不是就是真正的“AI芯片”套路，之后无论高通、三星还是苹果的处理器SoC是不是也会用这种在手机芯片SoC上加入类似NLP的计算模块？3、麒麟970能不能代表华为在人工智能方面的积累，如果是，是不是NLP这样的处理单元也应该一手包办？苹果、三星、高通会一手包办还是采用第三发专攻这一领域的处理器IP方案，这是未来AI芯片产业发展模式走向需要明确的路径。但总的来说，麒麟970的出现，让AI在手机端开始由软到硬地落地，是人工智能进一步产业化落地的一个典型代表。本文由百家号作者上传并发布，百家号仅提供信息发布平台。文章仅代表作者个人观点，不代表百度立场。未经作者许可，不得转载。智东西百家号最近更新：简介:智能行业媒体官方账号作者最新文章相关文章华为海思麒麟处理器有哪些型号
华为麒麟在3G芯片大战中，扮演了&黑马&的角色。华为麒麟芯片的历史已经不短了，2004年成立主要是做一些行业用芯片，主要配套网络和视频应用。并没有进入智能手机市场。在2009年，华为推出了一款K3处理器试水智能手机，这也是国内第一款智能手机处理器。
今天，人手一部智能手机，随时随地上网、发信息、看视频。。.。 各大手机厂商绞尽脑汁为自己的产品增值，屏幕越来越大、性能越来越强、功能越来越多。但是，很多消费者在选择智能手机时，往往忽略了智能手机的一项最重要的功能&&网络连接性能。
没有网络连接，您的手机如同开启&飞行模式&，俨然上世纪90年代的PDA，一无是处。可是，除了手机厂商自己，普通人根本无法了解智能手机的连接性能。一套用来测试智能手机连接性能的设备至少上百万美元，一般用户是很难评估的。
所幸，中国移动于日发布了《中国移动终端产品白皮书及终端质量报告》，客观评测了目前市场上的手机产品质量。
如上图所示，在本次评测的整机综合排名中，搭载麒麟960的华为P10、荣耀V9，搭载麒麟658的华为nova青春版，分列3000元以上，元和元机型第一名。3000元以上机型前五中&麒麟芯&手机占据三席，华为P10、P10 Plus、Mate 9 Pro分列第一名、第三名和第五名。
在通信能力测试中，搭载麒麟芯片的华为P10 plus、荣耀V9、畅享7 Plus分别占据了3000元以上、元和元机型第一名宝座。
为此，本文以通信的角度，从科普路线出发，尽量客观的解读一下华为麒麟芯片。
从智能手机的心脏说起
智能手机通常包括两大心脏：基带芯片和应用处理器（AP）。AP主要负责视频、图像、游戏等处理和计算。基带芯片负责信号产生、调制解调、编码和频移等，也管理无线信号的传输，它是手机连接网络，与外部世界沟通的关键。
不管是2G、3G，还是4G，移动通信网络由无数分布的基站（小区）组成。当你打电话或上网时，手机会根据附近基站提供的信号强度，选择并锁定一个基站建立连接。此时，信息将通过基带芯片生成信号、编码、调制、转换等之后，传送到射频部分，将无线信号发送到基站。反之，手机也将检测、解码、解调来自基站的信息。
此外，基带芯片上还运行网络协议栈程序，这些程序向基带芯片发号施令，告诉它什么时候、以怎样的方式与基站建立连接。举个例子，我们移动时，手机会穿越不同的基站覆盖范围，不断和新的基站建立连接，如何从一个基站切换到下一个基站，这就得靠这些程序来决定。
这些协议栈是影响连接性能的关键，如果相关算法优化得当，使基带芯片达到最佳工作状态，可更快执行连接，提升信号较弱时的连接性能等，最终提升体验。
因此，你的手机通话质量的好坏、网速快慢、信号强弱，甚至是功耗等，基带芯片都起着关键作用。
事实上，手机的认证测试多在实验室或理想条件下完成。然而，在实际使用中，网络环境异常复杂，需要通过海量累积的网络经验，对基带芯片设计和相关算法进行优化，以提升一流的连接性能和极致的用户体验。
如何理解麒麟芯片表现
本次中国移动发布的终端质量报告中，对VoLTE吞字率、下载速率和抗干扰能力三项进行了评测。
如上图，在通信性能评测中，麒麟960在弱信号下VoLTE吞字率最低，表现最优；在分场景下载速率评测中，麒麟960在郊区高速场景中下载速率最快，表现出色。综合而言，麒麟960在通信性能评测中整体表现突出。
如何理解下载速率这一项表现？
手机的通信部分由基带和射频串联组成，将数字信号转换为模拟信号（或反之），再通过一定频率的无线电波在空中传输，实现和基站连接。
影响手机上网速率的罪魁祸首之一是干扰。当相邻小区的用户在同一时间使用相同频率时，干扰就会产生。 如下图所示，当A2和B2两部手机分别位于邻近的两个小区的中心时，相互不会产生干扰。不过，如果两部手机分别在各自的小区边缘，容易相互间产生干扰。
通信中采用抗干扰编码，或称纠错编码来抑制干扰，这个纠错编码的处理正是在基带芯片上完成。另外，为了抑制系统噪声，在射频和基带之间会设置反馈，完成反馈的算法也是基带芯片处理的一部分。
通常，网络会通过功率控制的方式来减少小区边缘干扰，即在小区边缘减小手机的发射功率来避开干扰。这个功率控制也是通过基带芯片来执行的。
因此，高效优化的芯片处理可以提升手机的下载速率能力。尤其是在高速场景下由于多普勒效应通信质量严重恶化，最能表现一部手机的连接能力。
再以目前4G+网络使用载波聚合技术为例。
载波聚合，通俗的讲就是多个独立的车道（频段）合并成一个车道，从而提高了行车速度（下载速率）。
要实现这些&车道&的合并并不简单，因为不同&车道&的频段并不相同（比如800MHz和2.1GHz聚合），不同频率的无线传播特性不同（比如低频段传播距离更远）。因此，即使信号来自同一个基站，但手机接收到的不同频段的信号强度/信号质量是不同的，这不仅需要射频部分对不同频率的信号进行处理以降低干扰，还需最终的基带芯片处理，最终合并通道。
同理，干扰、数据丢包等原因会造成VoLTE通话出现&吞字&现象，这也需依靠芯片的处理能力。麒麟960在弱信号下VoLTE吞字率最低，表现最优。
VoLTE，就是基于LTE网络的VoIP技术（用IP数据包来传输语音），但与传统的VoIP依靠Internet&尽力而为&的态度不同，VoLTE具备运营商级的端到端服务保障，一路为语音数据数据包开绿灯，始终如一的保障VoLTE通话质量。
这种端到端的服务保障，正是依托与LTE协议栈集成，通过LTE协议来管理和调度。为此，不管是在网络侧，还是手机终端侧，都需要根据网络实际情况对这些协议配置不断优化，使之处于最佳工作状态。这些优化工作通常包括：减少丢包、降低误码率/误帧率、抖动消除、同步等等。
举一个例子，上文提到麒麟960在弱信号下VoLTE吞字率最低，那么在弱信号场景下，LTE协议是如何调度资源来保障VoLTE通话质量的呢？
弱信号场景通常伴随着高干扰，通常的VoIP在这种情况下会出现丢包、吞字等现象，但VoLTE此时会通过LTE协议调度管理，采用牺牲占用网络资源的方式来保障通话质量，专业术语称之为占用更多PRB资源块。
与VoIP不同，华为手机VoLTE处理在基带芯片上完成，这样做更省电，且能更好的执行CSFB（VoLTE语音回落到GSM网络上）。当然，也需要集成LTE协议来管理调度，并不断优化，网络和终端协同配合，以保持端到端的服务质量。
此外，为了提供高清通话，VoLTE采用了AMR-WB高清语音编码技术，通过提高采样率，将窄带语音的音频编码范围从200~3400Hz扩大到50~7000Hz。基带芯片上就运行着这样一个语音编解码器。为了让语音编解码器工作状态最佳，同样需要配合RF、基带调制解调、编解码进行优化，确保最低程度的语音丢包，进而提升通话感知。
总之，智能手机需要网络协同才能发挥最佳工作状态，这是一个系统性的端到端工程，不管是网络侧，还是终端侧，都凝聚着通信工作者们持之以恒、锲而不舍的汗水和心血。小小一部智能手机的背后，不只是你拍照、上网那么简单。
华为海思麒麟处理器型号
麒麟有9系，6系和最早的k3v2系
9系：kirin910（T）性能很一般，荣耀3（4g）和p7
kirin920（925、928）海思的崛起之作，920超过了骁龙800，登顶安兔兔，不过后来被骁龙801超过。荣耀6（p）mate7，荣耀7
kirin930（935）和920系列差不多，原地踏步，被同时期的808，810吊打。 p8，mates
kirin950（955）华为又一崛起之作，超越810和三星7420，cpu超越了半年后发布的骁龙820（821）但gpu依旧被820吊打。mate8，p9，荣耀8系列
kirin960 补齐gpu短板，gfxbench跑分超过821，不过实际会发热降频，依旧不如骁龙821（差距不大）cpu吊打821，基本和835一个水平（单线程略逊）mate9，p10，荣耀9系列
6系：620性能一般，低端u p8青春版，荣耀4x
650（655，658，659）性能和骁龙625差不多，655集成cdma全网通基带 荣耀5c，6x，8青春版，nova青春版，nova2（p）
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在小米MIX2S发布之前，联想副总裁常程就吐槽说骁龙845BUG多多，只有三星能够搞定它，坐看小米出...
自去年华为发布麒麟970集成NPU、苹果发布A11 Bionic神经引擎后，终端AI化逐渐成为行业发...
近日，出于同样的原因，美国最大的电子产品零售商百思买也宣布，将停止从华为采购最新款手机，并将停止销售...
日前，有着“计算机界的诺贝尔奖”之称的“图灵奖”揭开面纱。国际计算机协会宣布，美国科学家约翰·轩尼诗...
据亚洲新闻台3月28日报道，华为公司3月27日在巴黎发布新手机P20、P20 Pro后，华为终端掌门...
“公司深读”注意到，在业绩大幅增长的同时，华为员工的薪酬也增长迅速。华为2017年年报显示，当年其发...
日前，华为正式发布了新旗舰华为P20/P20 Pro！在发布会上除了两款全球最强拍照手机之后，华为还...
近来崛起的农厂 AMD 将在 4 月 19 日发布第二代锐龙 Ryzen 2000 系列，同时还有配...
在全面屏风头过后，可折叠手机应该就是下一个风口了。那哪家厂商能率先抢夺这个风口呢？ 而目前市面的可折...
值得一提的是，P20及P20 Pro均支持960fps慢动作视频拍摄，比240 Fps高出4倍，奇迹...
华为的三镜头方案显然是为了展现该公司在强化深度传感技术方面的努力成果──虽然未经证实，业界猜测高通(...
据美国科技新闻网站CNET日前引述知情人士的话说，百思买已经停止从华为预定智能手机，另外在未来几个星...
配置方面，华为P20和P20 Pro搭载了麒麟970处理器，其中华为P20配备了4GB内存+128G...
2014年我国成立集成电路大基金以来，我国斥巨资打造芯片强国，这条路越来越顺，理想也越来越接近。随着...
“中国芯”评选作为我国集成电路产业产品创新和应用创新的风向标，是行业内最具影响力的公共品牌。2017...
日前，华为P20和P20 Pro在巴黎发布，现场体验了华为P20 Pro真机，下面我们来详细介绍下。
北京时间3月27日晚，华为在法国正式发布重磅旗舰Mate RS保时捷版！一阵发动机呼啸而过，余承东将...
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