Kirin 970引入HiAI，十年人工智能研究的厚积薄发

2017-09-21 11:21:11 来源: 半导体行业观察

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在德国柏林举办的2017IFA展上，华为消费事业部CEO余承东正式揭开了华为新一代旗舰芯片Kirin 970的神秘面纱。作为国内移动SoC乃至芯片产业的标杆，今年以来，关于华为这颗芯片的传言不绝于耳，主要是围绕着其制程、性能和今年流行起来的AI加速器这些方面。我们来看一下华为对这颗芯片的观点，对Kirin 970 人工智能加速器的展望。

业界首颗支持Cat 18的移动SoC

据余承东介绍，Kirin 970是使用TSMC的10 nm工艺打造的，在CPU方面采用了ARM 4 ×Cortex-A73和4×Cortex-A53的Big-Little八核架构，最高主频可以到2.4Ghz，这和上一代Kirin 960一样的。GPU方面则做了升级，从G71 MP8升级为新一代的12核的G72 MP12，这是业界首款将ARM G72商用的SoC。

Kirin系列过去三代产品的参数对比（source：anandtech）

根据ARM方面之前的介绍，基于Biforst架构G72 GPU的效能较之上一代提升了1.4倍，绘图省电效能也将比G71提高25%。这就意味着可以大大提高移动设备的游戏、AR/VR体验。

而根据华为方面的介绍，Kirin 970 GPU的速度较上一代产品提升了20%，能源效率则提升了50%。

华为GPU的性能提升（source：androidauthority）

其他方面，Kirin 970首次支持了4K HDR10，搭配自研的新一代双核14bit ISP，能给华为的视频和拍照提供更好的体验。

据介绍，除了是业界首颗商用G72的SoC外，华为Kirin 970还是一颗兼容LTE-Advanced-Pro 网络的SoC，在3CA+4*4MIMO+256QAM的能力组合的FDD模式下，下行速度达到Cat18标准的1.2Gbps。这主要得益于华为自研的LTE Modem。光从以上性能看，Kirin 970这个集成了55亿晶体管的芯片无疑是国产最强芯，甚至在全球的安卓SoC上都无能出其右者。

推出HiAI，十年人工智能研究的厚积薄发

如果说传统GPU和CPU性能的提升，是华为Kirin系列升级的保留节目，那么在这个SoC上推出HiAI异构计算架构，算得上是华为的一次锐意创新。

余承东在发布会上表示，Kirin 970创新地推出了HiAI人工智能移动异构计算架构，是世界上第一个在移动SoC上集成了神经网络处理单元（Neural Processing Unit ，简称NPU）的芯片组。华为在人工智能的十年布局是成就他们今日的关键。

据华为方面介绍，从十年前开始，他们就开始了人工智能的相关布局，为他们积累了深厚的技术储备，这种厚积薄发也在今天给他们带回了优越的回报。

从媒体报道中我们得知，华为这个NPU在FP16下的计算能力为1.92 T OPS，在内部测试中，可以在一分钟内辨别2005个图片，而传统的CPU一分钟只能辨别97张图片。

麒麟970的开发团队在继承过去数代成果的基础上，首次集成NPU（Neural Network Processing Unit）专用硬件处理单元,创新设计了HiAI移动计算架构,其AI性能密度大幅优于CPU和GPU。相比CPU有50倍能效和25倍性能的优势。

在问到应用方向的时候，华为表示，新的AI加速器将会帮助消费者提供在声音、视觉、图像和拍照等各个方面的体验，这是在新芯片中加入NPU的目的，也是Kirin 970所专注的几个方面之一。华为认为，人工智能会作为一个基础技术的存在，从本质上帮助消费者提升体验。

针对移动终端的人工智能，我们知道市场有很多不同的解决方案，有用GPU的，也有DSP的，但华为选择了人工智能IP的AI加速器方案，在问到为什么采用这种方案的时候。华为表示，这主要是基于功耗和性能的平衡考虑。通用的处理器同样可以实现人工智能的相关处理，但是在功耗、延时性或者处理能力上，可能很能平衡，因此就需要一个专用的AI加速器存在。但其强调，这并不意味着他们的所有AI相关处理都是用NPU完成。

“根据应用的不同，我们的芯片会判断工作量和对延时的需求，然后自动选择GPU或者AI加速器执行相关处理，这样就能达到性能最优化处理的效果”，华为表示。所有的一切都是提高终端用户体验的。

相比于上一代的芯片，Kirin 970不但多集成了一个NPU，晶体管密度与总数也大大提升，对于华为来说，在功耗等多个方面带来的挑战是显而易见的，在工程师的努力下，加上与第三方合作伙伴的通力合作，将其功耗和成本控制在了可控制范围。

在华为看来，与第三方伙伴的通力合作，是保证华为芯片更进一步的基础。

关于人工智能和Kirin芯片未来的看法

推出了HiAI的Kirin系列有了更大的想象空间，华为未来将加强在人工智能方面的推动和合作。最重要的是与第三方一起打造一个完善的人工智能平台，更好地服务消费者。

华为认为，一个企业并不能凭借自己做好整个生态链，这需要产业链上下游的同心协力。例如在人工智能这块，基于Kirin 970强悍的处理能力，会开放相关的SDK接口，让第三方参与进来，从应用端为消费者提供更好的体验，共同打造一个生态，合作共赢。这也是华为一直所坚持的。

在问到网友一直诟病的华为只用ARM公版处理器的这个问题上。华为表示，这并不是问题。术业有专攻，他们要做的就是将自己的工作做好。以汽车变速器为例举例：在汽车研发中，很多主机厂用的都是同一个品牌的变速箱，但是有些厂商在变速箱与发动机的联调中，能够让汽车在换挡的时候很平滑，但有些厂商的工作却让整个过程变得异常顿挫，体验不佳。华为做的就是这个“联调”。

根据华为的说法，ARM的处理器 IP设计已经非常成熟，没有必要去自主开发。在做一个处理器过程中，软件的兼容、异构计算带来不同处理单元的配合更加重要，且很考开发者的功夫，华为只需要专注这些方面，并尽量做好，那就能给消费者带来更好的体验。“我们看到业界也逐渐回归到使用ARM 公版设计的趋势”。

我们看到，随着进程工艺的逐代演变，摩尔定律似乎已经走到了尽头，提高芯片性能变得愈加困难，另外，这些年来移动SoC一直在堆积多核，提高主频，业界开始有了“是否需要那么高性能处理器”的质疑声音。

华为认为，摩尔定律还没有到尽头，还会一如既往地往下演进。至于芯片的过度设计，是不可取的，单纯的跑分毫无意义，Kirin芯片的宗旨就是聚焦于提高应用操作体验，降低芯片功耗，所有的一切都是以体验为出发点。

期待华为在未来带给我们更多的惊喜。

责任编辑：李寿鹏

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