夢回2012 華為的海思麒麟成長記

　　2016：選擇16nm好節點 獲先發優勢

　　關鍵詞：全面 里程碑

　　選擇合適的制程，這不但對于產品產生積極推進的因素，同時也是能順利保證量產的關鍵。你有更好的技術，但是市場不等人，沒有產品就沒有話語權。

　　華為芯片于2016年10月推出了麒麟960芯片，它被稱為華為芯片又一次里程碑。麒麟960首次配備ARM Cortex-A73 CPU核心，小核心為A53，組成四大四小的big.LITTLE組合，GPU為Mali G71 MP8。與上一代相比，CPU能效提升15%，同時，圖形處理性能提升180%，GPU能效提升20%，存儲方面支持LPDDR4和UFS2.1，號稱DDR性能提升90%，文件加密讀寫性能提升150%。

　　可以看到麒麟960相比麒麟950，在CPU部分并不能說有大的提升，配備的A73要比A72性能強上一點，可是在GPU部分的性能和能效的提升是非常可觀的，同時諸如LPDDR4和UFS 2..1的存儲規格都支持上了。

　　最重要的一環便是麒麟960在IP選擇和制程選擇上并沒有過于激進，依然采用ARM最新優化的A73架構，還有臺積電的16nm FinFET Plus制程，能夠保證處理器的性能和功耗，同時有不會擔心有量產的問題。

　　先于驍龍835推出，依然能獲得先發的優勢，而驍龍835是在2017年年初發布，但是礙于三星10nm工藝的問題而導致量產延遲。

　　為什么說麒麟960是華為海思的里程碑產品?因為它既有市場上頂尖的的各項配置，又是能獲得市場充分驗證認可的產品。麒麟960的升級是全面的，其彌補了麒麟950基帶上的遺憾，直接繼承Balong 750基帶，支持四載波聚合(4CC CA)，峰值下載速率高達600Mbps，達到了LTE Cat.12;同時支持2G/3G/4G多頻段雙卡漫游，無需更換手機便可在世界更多地方實現流暢通訊。

　　最重要的一點，華為首次將CDMA作為模塊集成麒麟芯片里，自此擁有了全網通能力。這也讓華為全網通手機從此擺脫了所謂的“電信魔咒”，因為華為實際并不是沒有CDMA的技術，只不過在以往CDMA上的專利和技術儲備尚不足。Balong增加CDMA不是難事，難就難在背后復雜的知識產權交叉協議，當然這些華為在麒麟960身上已經很好地解決了。

　　麒麟960獲得了不俗的成績，它被當時美國科技媒體Android Authority評選為“2016最佳安卓手機處理器”。2017世界智能手機大會及移動終端產業大會上，華為麒麟960榮獲產品技術進步獎，同時搭載麒麟960處理器的華為旗艦P10也榮獲智能手機行業突出貢獻獎。而在2016年世界互聯網大會上，麒麟960被大會推薦為“世界互聯網領先科技成果”。

　　華為麒麟960把華為海思推進到一個新高度，從產品體驗來說，華為Mate 9，華為P10也獲得熱烈的市場反應，而我記得便是從華為P9開始，真正去體驗Mate系列和P系列，也把其作為自己的主力機器去使用。

　　你要知道，對于長期從事媒體行業的人員來說，有時候能把廠商的一部手機終端作為日常主力機使用，這已經是足現這部手機的實力，因為往往媒體人對于產品的體驗是苛求的。

　　麒麟960很好地回應了當時外界的一些質疑，其進化和升級是全方位的，它無疑已經處于行業的頭部位置了。

　　2017：人工智能橫空出世

　　關鍵詞：NPU AI 三攝

　　來到2017年，AI成為了全行業的熱話。近年來，人們逐漸認識到計算芯片對于人工智能的重要性，圍繞 AI 任務進行專有加速的芯片越來越多，但無論是 AlphaGo 背后的谷歌 TPU 還是加入了全新 Tensor Core 結構的英偉達 Tesla V100，這些芯片都是為服務器端進行設計的。實際在移動端，對于機器加速學習的SoC一直在探索階段，而華為海思麒麟970則是對于AI芯片在移動端側的首次嘗試。

　　如果要用一句話來評價一下麒麟970，我們可能會說：“業界第一個真正意義上的手機AI處理器。”。沒錯，麒麟970就是這樣一款具有前瞻性的芯片，它在2017年9月的IFA展會上正式發布。

　　麒麟前兩代產品和競爭對手相比，在各方面都互有勝負，而到了這一代，麒麟970不但繼承了前作的所有領先技術，同時開啟了屬于自己的一個AI時代。麒麟970采用了業界最先進的工藝，內置 4 個用于處理重負載任務的 Cortex A73 核心，4 個 Cortex A53 核心，同樣是big.LITTLE架構，采用了最新的臺積電10nm的制造工藝。GPU 則為全新一代具有 12 個核心的 Mali-G72 MP12，所有參數都達到了旗艦產品的級別。

　　通信方面，麒麟 970 集成了自家基帶支持全球最高的通信規格 LTE Cat.18/Cat.13，實現了業界最高的 1.2Gbps 峰值下載速率。

　　各項參數都有一定的提高，同時最重要的一部分是升級了制程，能在一定面積上容納更多的晶體管，這給予加入AI模塊NPU提供了可能。

　　當然麒麟970最引人注目的還是那個全新設計的 HiAI 移動計算架構了，他是第一次在移動設備層面上把神經網絡模型的硬件計算加速能力融合進芯片中去。這也是業內第一次在手機芯片中出現了專門用于進行人工智能方面計算的處理單元。

　　華為方面表示，新的計算架構以及計算單元對于機器學習任務處理性能(相對于手機 CPU)提升了數十倍，最高可達到傳統處理器 25 倍速度，50 倍能效。這種性能提升可以讓此前很多無法在移動端使用的機器學習應用走向工程化和實用化。

　　值得留意的是，華為在麒麟970加入AI運算模塊NPU，并不是其自己一個開發的，而是與寒武紀聯合深度合作的。雙方團隊在AI計算處理方面進行了聯合開發與優化，通過高效靈活的異構計算來最大化發揮 CPU/GPU/ISP/DSP/NPU 的性能，同時首次集成專門用于神經網絡任務處理的 NPU(Neural Network Processing Unit)計算單元，其加速性能和能效比大幅優于CPU和GPU。

　　實際要加入這個NPU，要克服的困難還不少。要在移動端芯片加入AI處理的NPU單元，并不像在桌面和服務器芯片加入那么簡單，它需要考量芯片SoC的面積還有移動端的功耗。

　　通過臺積電10nm的工藝，其讓同樣面積(10×10 毫米)下晶體管數量提升到了 55 億個，為 AI 計算單元讓出了空間，同時在很小的面積下提升了芯片的計算性能。

　　當然只有硬件模塊還不足夠，在應用層面，為了讓NPU真正做到商用還需要做大量研究和測試，同時在結構上也要協調好NPU與其他芯片內的單元的協作，所以當中的挑戰有多大是不言而喻。

　　幸好華為海思在AI應用上已經提早了布局，開放端口給開發者來匹配調用麒麟 970 的AI接口，目前麒麟 970 的AI慧眼拍照、AI語音、AI隨行翻譯已經能夠在手機上體驗到，而且還在進一步增長中。同時又有著自有手機品牌的優勢，對于AI性能的運用也將更加靈活。華為在技術創新中和行業資源整合中走在了前面。

　　除了AI方面，麒麟970在ISP拍照方面也是值得一提。在麒麟970上，自研雙攝ISP技術已經升級到第三代。集微網了解到，在麒麟970的研發過程中，包括拍照處理響應時間、對焦、運動檢測、曝光策略等全流程進行了深入優化。新一代的ISP性能得到了顯著改善，吞吐量提升25%，使得整個拍照的綜合響應時間縮短了30%，用戶從按下快門到最終成像的時間大大縮短。

　　我們在華為Mate 10上已經能看見其拍照能力的進一步提升，而在年初發布的P20系列上，更是首次出現三攝像頭的配置，同時還有特別定制的CMOS。擁有了好的拍照硬件，在算法處理的芯片層面上，這就需要麒麟970團隊去攻克難題和提升性能。

　　據記者了解，麒麟970團隊在拍攝功能方面于三年前便開始著手進行研發規劃，期間收集了大量用戶反饋，并進行深入細致的研判，ISP、算法、Camera方案等。

　　有著良好的硬件，也有不俗的算法，此時候如果再有AI的賦能，那便是絕佳的組合。AI的引入，也使得麒麟970具備了“慧眼”功能，AI可以使得相機從識別場景，到理解場景。

　　有人說華為P20從你按下快門拍照的適合，它已經完成了從前期的場景識別到后期圖像處理的所有過程。如果說場景拍攝方案是基于算法的集成，那么具備了更強大計算能力的NPU，將會使得在同樣的功耗下，可以集成的方案越來越多，同時NPU還具備自我學習能力，可以根據積累的數據進行最優算法運行。AI會遍布手機的各個體驗，無處不是AI。

　　麒麟970毋庸置疑是向前了一大步，是這個手機AI芯片的領導者。雖然AI之路還有很長，當中需要披荊斬棘，但是麒麟970必然是這條路上開拓者和創新者。

　　2018：首發7nm?二代AI NPU駕臨

　　關鍵詞：7nm 自研GPU