震撼柏林城！华为宣告全球首款7nmAI芯片余承东：机能异常恐怖_华为_麒麟

这次的麒麟 980 芯片强调可持续的高效能运作模式，在高性能表现的同时，也能兼顾永劫光利用。

据华为先容，作为最前沿的手机 SoC 芯片，麒麟 980 拥有环球首商用领先的 TSMC 7nm 制造工艺，工艺性能提升 20%，能效提升 40%，晶体管密度提升 1.6 倍，因此可以实现性能与能效的双重提升。

（现场图片来自：ANANDTECH）

麒麟 980 利用了全新设计的双 ISP 架构，可以在更低的延迟之下达到更高的处理效率。

（现场图片来自：ANANDTECH）

全新一代的 NPU 设计，在 AI 性能上远超过现有其他强调 AI 的竞争产品。

据先容，麒麟 980 采取环球首度商用的 Cortex-A76 架构CPU与 Mali-G76 GPU。
搭载业内首款双核 NPU，实现每分钟图像识别 4500 张，支持人脸识别、物体识别、物体检测等 AI 场景。
率先支持 LTE Cat.21，峰值下载速率 1.4Gbps。

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随著双 NPU 的加入，视频实时处理成为可能，而对物体识别的精确度也大幅提升。

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双 NPU 也能对视频进行实时的多人动作捕捉能力。

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相较前一代，AI 性能提升了 135%，能耗也改进了 88%。

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4.5G 基带，供应 4x4 MIMO 以及高达 5CC 的 CA 能力，可说是 5G 时期来临前的最强基带。

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麒麟 980 也在过去比较弱的 Wi-Fi 连线能力上有极大的改进，最高传输速率达 1732Mbps。

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华为也供应麒麟 980 加 Balong 5000 的准 5G 方案。

（现场图片来自：ANANDTECH）

华为和 Amazon 互助，把 Alexa 内建至华为 AI Cube 之中。

（现场图片来自：ANANDTECH）

作为旗舰方案，麒麟 980 抢先业界竞争者发布，有其指标性意义，去年麒麟 970 便是凭借着领先环球业界发布的 AI 硬件功能，抢走了不少消费者的眼力。

然而，在经由这一年智好手机对人工智能定义与硬件功能的蜕变，麒麟 980 面临的竞争也明显增加，恐无法像前一代的麒麟 970 般如入无人之境。
毕竟经由一年韶光准备，其他竞争者也捋臂将拳准备进入市场，在 7nm 工艺，以及整合 AI 功能等同等诉求下，以各自的技能上风与生态经营同台竞技。

身为手机终端人工智能领跑者的华为，除了拥有将近一年的领先上风，麒麟 980 的推出，其真正的义务在于：不但办法先，更要持续领先。

手机上的终端 AI 运用于 2017 年由苹果及华为带起一波浪潮，二者险些同时在其主打方案，也便是 A11 Bionic 与麒麟 970 中引入了 NPU 硬件神经打算网路单元，大幅加速终端与边缘 AI 打算落地时程。

同期间的其他方案供应商，多数只能通过软件来仿照 AI 功能，这导致一来打算性能不敷，使得 AI 场景在运用时明显会觉得到迟滞，无法为所欲为；二来，AI 打算包含了繁芜的数学与逻辑打算，须要处理大量的数据，因此缺少硬件设计的方案在功耗及发热等层面的表现亦更为疲弱；末了，如果因此丢回云端处理再回传结果的作法，除了迟延性的问题，云端存储个人数据所建立的学习模型，又可能牵扯到个人数据隐私疑虑。
也因此，诸如苹果或华为确当地端 AI 方案也就成为手机 AI 发展主流。

以硬件 NPU 而言，A11Bionic 的神经网络专用加速模块比较分外，目前只用在了 Face ID 人脸解锁上，没有开放给第三方。
而华为的 NPU 则是支持了标准 AI 框架，并且对第三方开拓者开放，由此所衍生的整体生态效应非常具有想象空间，也可看出华为极力打造自有 AI 生态的强烈企图心。

即将在 2018 下半年推出的新款手机方案中，硬件 AI 打算单元基本上已经是必备要件，这紧张归功于苹果和华为带动的潮流效应，而可以预期的是，苹果与华为也必定会在此处持续加强，以延续先前的上风。
但联发科等追随者也不甘示弱，AI 打算单元成为其主流芯片方案中的标配功能。
联发科将采取与高串通样的 GPU 与 DSP 稠浊打算，这种设计虽然弹性高，但能耗表现并不俊秀，而高通则传言未来将全面走向硬件 AI 打算设计。

为什么要重视 AI 在手机上的发展？各家厂商或方案公司之以是争先恐后要推出干系产品，紧张便是由于手机是作为日常陪伴用户韶光最长的消费类电子产品，其上捆绑的运用已经成为用户黏着性最高的商业接口，不论是游戏，或者是智能语音做事，其对接的是弘大无比的商机，任何对此趋势有基本认知的厂商都不会轻易放过这块市场大饼。

也因此，如何让消费者更自然而然的打仗、并依赖干系接口，就成为这些手机厂商努力的方向，而AI 就成为让这些构想成真的启动装置。

这些所谓的 AI 功能，其目的之一便是为了带给消费者更便利的日常生活，只管即便用最少的程序就可以完成最大多数的事情步骤，很多关键问题的判断便是交由 AI 来处理。
换言之，通过 AI 赞助，麻啰嗦碎的事情都交由手机来代劳，利用者只要动动手，乃至连动手都不用，动口就好。

然而 AI 并不是先天就什么都懂，它必须通过演习才能得到处理这些事情流程的“知识”，在主流的 AI 神经网络框架中，我们可以通过对弘大样本的不雅观察与学习，演习出可办理特定运用问题的模型。
而这也是包含华为在内的各大手机厂商所努力的方向。

华为从手机跨足各种网络产品，也深度布局未来 5G 运用。
从今年华为环球互助伙伴及开拓者大会上，余承东就阐述了华为的全新计策即“全场景智能生活生态计策”，包括手机、平板、PC、可穿着、电视、音箱、车机、以及泛 IoT 的照明、安防、监控等，构建起汽车、家庭、办公、运动健身等几大紧张场景。

华为真正目标想打造一个开放的 AI 生态平台。
从设立诺亚方舟实验室进行 AI 算法的研究、管理 AI 的技能互助、识别 AI 紧张运用处景和需求管理，还与高校开展互助。
去年，华为推出 AI 手机芯片麒麟 970 由自己进行 AI 芯片设计，便是交由台积电制造、硅品封装、京元电测试，今年的麒麟 980 也是延续这样的互助模式。

华为有 5G 技能上风，结合 AI 技能后，未来在智能家庭、车联网、智能商店、工业 4.0 等等，全都要仰赖 5G 网路。
而手机作为各种做事的紧张接口，为了兼顾这些未来的运用方向，其核心架构自然也是要面向未来，在各方各面采取最前辈技能是确保竞争上风的最好方法。

华为的自研之路实在已经走了非常久的韶光，早在 2G 时期，华为就曾推出自有的基带与手机芯片方案，然而从推出到堪用，足足花了五年的韶光打磨。
而华为逐渐节制手机芯片设计的诀窍之后，也期望能够从这方面取得市场竞争上风，而不是只能作为目的是降落本钱的跟风之作。

麒麟芯片整合 AI 打算单元带给业界相称大的震荡，过去多数手机厂商虽然在其产品中导入了类似 AI 处理的赞助功能，但有没有专用硬件处理，在实行效率上可以说天差地远。

华为更抢在苹果之提高行环球营销战，硬是把首款 AI 手机这个名号从苹果的手中抢过来，让华为在后续的产品行销战中一贯处于强势地位。

然而，麒麟方案的研发与推展，对华为而言是痛与快乐并陈，由于研发所投入的资金极为弘大，基本上很难回收，且过去很长一段韶光麒麟芯片的采取与干系终端出货规模实在也不敷以支撑获利，对华为手机部门而言，麒麟极为昂贵，乃至不下于高通的高端方案，因此早期华为采取麒麟芯片设计生产的终端比重并不高。

不过，随着华为在渠道与产品定位和策略逐渐清晰，高端产品的发负责道也越来越强，干系高端手机产品占华为出货比重也逐渐增加，到了麒麟 970，乃至已经占到华为季度出货约 2 成。
这是个相称大的比重，尤其华为基于高通、联发科方案的中低端手机出货量极大的情形之下，高达 20% 的比重已然是非常可不雅观的数字。

麒麟 970 这款在 2017 下半年推出的芯片对华为而言极具有计策意义，其推动的华为产品布局与 AI 运用生态，夺走了许多消费者的眼力，也顺势推动华为的许多产品的发卖。

然而，从麒麟 970 的设计理念中，还是能看出华为为了节省本钱而做的努力。
首先，其 CPU 架构采取 4 个Cortex-A73 搭配 4 个 Cortex-A53，是当时的主流高端架构，但是在 GPU 方面，却只采取了 12 核心的Mali G72，并通过提升运行频率以强化其性能表现。
这种作法相称大略粗暴，但是对付降落芯片面积以及 IP 授权本钱有一定的效果，只不过还是有些副浸染涌现，首先，由于频率较高，将直接寻衅架构和工艺本身的功耗墙，一旦超过边界极限，那么功耗和温度就会直线上升，影响持续性能输出表现和稳定性，手机也会明显发热。

为了掌握本钱，麒麟芯片常日会利用少核心高频的手段来取得本钱和效能的平衡，但功耗效能上的表现多少都会受到影响。
为理解决这个问题，华为利用软件优化手段，也便是 GPU-Turbo 手腕，针对性的瞄准特定游戏运用来优化其功耗与性能表现，的确发挥了不错的效果，就连高通也希望仿效这种作法来改进其硬件的表现，对业界整体而言，华为的确带起了一波技能改造与示范浸染。

而麒麟 970 的另一个重点在于环球首发的 AI 硬件 NPU 设计，其AI算力很强，可以在 1W 功耗下达到4TOPS 的性能表现，不止干系运用的性能与效果超出高通的异构打算，乃至苹果 NPU 也自叹不如，而其他的“纯软件仿照 AI 方案”就更不用说了。

而这次在 IFA 大会上发布的麒麟980，采取的是 Cortex-A76。
Cortex-A76 是在今年 6 月才发布，官标的数据方面，基于台积电 7nm 工艺的 3GHz A76 核心比 10nm 2.8GHz 的 A75 核心性能提升 35%、省电40%、机器学习的负载能力提升 4 倍。

在 GeekBench 4 跑分方面，整数和浮点相较于 A73 提升了 90% 和 150%，终极得分提升 35%。

A76 同样支持 DynamIQ 拓扑特性，官方建议 1+7/2+6 这样的 Big.little 大小核设计。
通过利用最新核心，麒麟 980 的性能表现也达到惊人的程度，其余在 GPU 部分，同样也采取了最新的 Mali-G76，其性能密度提升了 30%，节电 30%，用于手机的图形性能会提高 50%，现在可以支持最高 8K 分辨率的屏幕了。
不过由于本钱考虑，虽然核心数量只有 10 个，较麒麟 970 少了 2 个，但性能是相称于 20 个旧版核心。

但值得把稳的是，由于必须考虑到本钱架构，华为在麒麟 980 的架构设计上依然还是侧重本钱掌握，以是除了利用最新架构外，核心数量或者是自定核心并没有太过积极的动作，因此，在同行对手的方案相继跟上 7nm 脚步后，华为要面对的竞争态势也将会有所改变。

不过在重点的 AI 单元，华为将连续利用专用 NPU 的方案，并利用了双核配置，性能达前代方案的 135%。
而且其设计原生为 7nm 工艺优化，更能适宜麒麟 980 的设计方向，而这点也将成为麒麟 980 能否领导未来手机 AI 方案的主要关键。

作为环球最大的手机方案供应商，高通过去通过 Hexagon 与 GPU、CPU 协同事情，达成对主流AI 框架的打算加速能力，虽然在效率上还是明显掉队苹果与华为的硬件方案，但总是给市场一个交代。

然而，异构打算（Heterogeneous computing）虽然弹性高，且可以有效利用芯片中的不同类型打算架构，但目前 AI 打算方案讲求的是更高的能效表现，而在手机等移动终端上，更显主要，虽然高通的异构打算已经属于相称高效的技能，但仍与 ASIC 有一定的落差，也因此，在利用针对 AI 加速框架进行性能的评比运用时，高通很明显要掉队采取硬件 NPU 的竞争对手，未来如果 AI 模型往更繁芜的方向发展，或者是同时须要实行多种 AI 做事，那么在发展空间上就可能会明显不如竞争对手了。

（来源：高通官网）

不过，高通也不是不知应变，根据市场传闻，其不才一代中高端方案骁龙 700 系列中，将引入硬件 NPU 设计，而如果成真，其下一代高端方案，也便是骁龙 855，也将可能沿用同样的办法。

而目前高通也引进了包含商汤等多家 AI 算法设计公司所设计出来的运用框架，想要快速冲刺干系市场，不过高通目前的 AI 性能还有相称大的改进空间，如果要负载更繁芜、多元的 AI 打算，恐怕还是要等到下一世代的 AI 设计问世。
而根据 DT 君得到的信息，高通将在 12 月正式发布新一代的高端 AI 手机方案，按照往例，明年初就可以见到实际终端产品。

三星作为环球最大的手机厂商，其势力涵盖终端、消费、云端做事、半导系统编制造与设计等领域，而个中，手机市场是其最重视的一块，而为了推动其手机市场的布局，三星过去马首是瞻的追随包含苹果与高通的步伐，并将学习到的设计精髓转化为自有的方案设计。

目前三星紧张的芯片来源包含了自行设计的 Exynos 系列、高通的骁龙系列、联发科的低端 MT 系列，以及展讯的 SC 系列，市场从最高端，到最低等级，可能会被我们直接当作电子垃圾的产品，险些都有覆盖。

目前 Exynos 9810 是三星的主力自产高端产品，今年的 Galaxy S9 系列、Note9 系列都可见到其身影，其采取的 AI 打算办法与高通类似，紧张是通过 DSP、GPU 与 CPU 的协同打算，不过三星有个分外的作法，那便是视觉干系的处理交由硬件，而非异构打算。

目前的 9810 采取脱胎自 Cortex-A75 的 M3 定制架构，并搭配 Cortex-A55 作为小核心，而与华为最大的不同是，三星在 GPU 规模上相称舍得下工本，其 Mali-G72 核心数量配置高达 18 个，比麒麟 970 多出 6 个，虽然芯片本钱会较高，但可以在较低的时钟水频达到更稳定、更好的效能表现，换言之，能效也更好。

（来源：三星官网）

而 9810 中有个 VPU 打算单元，顾名思义，是用来处理视觉方面的打算事情，这个单元该当是硬件设计，但只能用来处理比较固定的功能，三星也未公开拓布任何支持该打算单元的可编程或开拓套件框架。

而其他的 AI 打算事情就如高通般，是利用异构打算，统 GPU 与 CPU 来达成，这方面可能紧张是沿用 Arm 的软件资源，三星也同样没有发布任何干系的开拓套件给第三方开拓者。

而下一代方案，也便是 Exynos 9820，将会采取 ARM DynamIQ 架构设计，并且将以“2+2+4”三猬集形式打造，个中两组大核将采取三星第四代自主架构“M4”，第二道两组大核则以 ARM Cortex-A75 构成 (也可能以 Cortex-A76 取代)，而小核部分则将以 4 组 ARM Cortex-A55 构成。

AI 部分则将可能坚持 9810 的作法，那便是采取 VPU 硬件处理单元来处理部分视觉打算事情，并搭配既有的异构打算办法来处理标准 AI 打算框架，也便是半软半硬的办法。

末了，9810 采取的是三星 10nm工艺，而 9820 将可能是三星 7nm 方案首发，但由于三星的 7nm 采取 EUV 技能，目前还在调试中，真正量产最快也要今年底或明年初，这也可能让 9820 成为最晚推出的次世代 AI 手机芯片方案。

苹果基本的手机芯片布局是每年一款，当然，为了合营如平板电脑或者是腕表等其他终真个产品时程，也会在不特定的韶光点发布干系方案。
而苹果最新的手机芯片是去年揭橥的 A11 Bionic，内建的硬件 NPU 是最大特色。
而苹果在其芯片中每每都利用较少的核心，相较对手都已经走到 8 核以上，苹果 A11 还只是个 6核产品，但其表现出来的性能数据却远远超越所有竞争对手，其缘故原由包括苹果对其利用的 Arm 架构深度定制化，并舍得为了特定性能目的来堆加更多晶体管，因此其芯片制造本钱每每也都比同期间的手机芯片方案更高。
但此策略成功推动手机的发卖，并创造更高的获利，因此每一代方案苹果也就更舍得堆料，形成正向发展。

A11 利用的是台积电 10nm 工艺，这也是少数几次没有利用到三星代工工艺的苹果芯片，由于目前苹果的开拓套件中，只开放 GPU 打算能力给开拓者，而 GPU 也包袱包括第三方 AI 运用的演习或推理的事情，对苹果而言，GPU 的份量也越来越主要，这也是之以是苹果要推动自有 GPU 架构的发展。

虽然目前所采取的 PowerVR 架构在性能与菜单现上相称出色，该公司也乐意合营苹果进行高度定制事情，但这对付苹果而言仍远远不敷，而展望未来苹果对其 GPU 架构的布局，将可能是个结合绘图、打算以及推理、演习的全功能 AI 优化设计，当然，为了能耗表现，推理事情可能还是坚持独立的 NPU 单元来进行。

而未来 A12 将会如何？其实在现阶段也只能预测，唯一能确定的只有利用 7nm 制造工艺这点。
而在架构方面，根据过去的老例，性能的增长肯定是不能忽略的，毕竟对手也都在积极追赶，今年对手的主流方案都已经在整体性能上有相称大的改进，也拉近了与 A11 的间隔，A12 肯定会在CPU 与 GPU 方面进行更深度的改造，不论是增加更多的处理管线，更优化 CPU 或 GPU 内部的流水线设计，亦或者粗暴的堆加核心，都是可能的作法。

至于在关键的 AI 硬件单元方面，除了强化效率以外，也可能就规模方面进行扩展，借以压制华为或高通等即将面世的下一代 AI 方案。

联发科 2018 年主打的 AI 手机方案 P60，具备 AI 专用打算模块的APU（AI specialized Processing Unit），基于 DSP 打算架构，而 CPU 则是采取Cortex-A73 搭配 Cortex-A53 的四大四小设计，虽然不是采取最新的 Cortex-A76，但性能表现仍有一定水准，GPU 方案则是利用 Mali-G72 这款相称稳定的 GPU 架构，不过可惜的是，联发科为了本钱考虑，只采取 MP3 配置，并以高频率运作来补足性能表现，因此在运行游戏时，可能会对电池寿命产生负面影响。
目前 P60 已经被运用在包含 OPPO 等多款手机产品当中，虽后的小改版产品也已经箭在弦上。

（来源：联发科官网）

目前，中国前几大手机厂商都是联发科的客户，产品多分布在中低端，包含华为、OPPO、VIVO、小米、魅族，以及其他二三线厂商，基本上都摆脱不了联发科，毕竟中低端手机中具备本钱上风，产品线完全且技能更新还能跟上市场脚步，且能供应最好技能支持做事的，就属联发科了。
而在前两年，联发科也打入三星的供应炼，通过利用一定比重的三星芯片代工工艺做事，三星也在其低端手机中采取联发科的方案作为交流。

联发科的方案成本相对较低，且过去在包裹 TurnKey 做事方面口碑极好，在中国的支持人力也最广泛，虽然是 AI 生态的后进者，但是在商汤等 AI 大公司的帮忙之下，或许第一韶光就能够提出够成熟的语音与视觉 AI 方案，对客户而言，联发科一贯都是便宜又大碗的选择。