Kirin970震撼世界，中国芯里程碑突破

2017-09-04 14:46:26 来源: 半导体行业观察

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从智能手机爆的发开始，手机的硬件配置也在以迅雷不及掩耳的速度在快速迭代。伴随着智能手机的军备大战，高通骁龙、德州仪器 OMAP、三星 Exynos、英伟达 Tegra、苹果 A 系列、华为麒麟、联发科 Helio 等 SoC 品牌也逐渐为普通消费者所知晓。

大浪淘沙，在多年的智能手机 SoC 厮杀中，有的品牌已经退出了这个市场，而有的则以自己特有的姿势在这个市场站稳了起来。前者的代表是德州仪器，而说起后者的代表，华为麒麟可算一个。

9月2日消息，华为在2017年德国柏林国际消费类电子产品展览会（IFA BERLIN 2017）发布华为首款人工智能（AI）移动计算平台——麒麟970，同时华为消费者业务CEO余承东在大会官方论坛发表主题演讲，全面阐释了华为消费者业务的人工智能战略。

8年造芯之路

事实上，早在1991年，华为就成立了ASIC设计中心，据业内人士介绍，该设计中心可以看做是海思的前身，主要是为华为通信设备设计芯片。

之后，随着欧洲逐渐开始进入3G时代，2004年，华为成立了海思半导体，准备从3G芯片入手，并且将产品先后打入了沃达丰、德国电信、法国电信、NTT DoCoMo等全球顶级运营商，销量累计近1亿片，与当时的3G芯片老大高通大概各占据了一半的市场份额。

2009年，K3v1发布，这是海思成立以来，发布的第一款智能手机芯片。但由于技术上的不成熟导致这款芯片最终没有走向市场化，但这颗芯片却开启了海思后面八年的“狂奔模式”。

2012年，华为正式发布K3v2芯片，这款芯片采用了1.5GHz主频四核Cortex-A9架构，集成GC4000的GPU，并且使用了40nm的工艺制程制造。同时，K3v2用在了华为P6和Mate 1上，这是海思芯片第一次商用。

2014年，随着麒麟910发布，海思才开始真正爆发。麒麟910采用了1.6GHz主频四核Cortex-A9架构和Mali-450MP4 的GPU，使用了28nm HPM制程，首次集成自研的Balong710基带，首次集成了华晶Altek的ISP。该款芯片不仅放在了P6的升级版P6s中，还陆续成为华为Mate 2、惠普Slate 7 VoiceTab Ultra等设备上。

同年，麒麟910的升级版910T发布。搭载着这款升级心脏的华为P7获得了700万销量。而随着荣耀6的发布，麒麟920发布，这是全球首款LTE CAT.6的芯片，采用4×A15 1.7GHz+4×A7 1.3GHz和Mali-T628MP4 GPU，以及使用28nm HPM工艺。集成了音频芯片、视频芯片、ISP，集成自研全球第一款LTE Cat.6的Balong720基带。

而华为手机销量的引爆点“Mate 7”正是搭载着麒麟925，成功站上了3000档位，开启了国产手机走向中高端市场的大门。而使用麒麟620的荣耀4X更是成为了整个华为系(华为+荣耀)第一款销量破千万的神机。随后，同样搭载这款芯片的荣耀4C和华为P8青春版销量也先后突破千万大关。

2015年，麒麟先后发布了930/935/950，散热、能耗比和时间差，是这一年海思的关键词。930/935时代，凭着极其精准的选择，海思避开了发热/不成熟的A57构架，选择了高能耗比的A53构架。

950时代，海思又毫不犹豫地作为第一个吃螃蟹的人，采用了A72构架和Mail-T880芯片。到了去年，麒麟955助力华为P9成为华为旗下第一款销量突破千万的旗舰手机，麒麟960不仅解决了CDMA基带问题，还极大地提升了GPU性能，用在了荣耀V9身上。

有华为内部人士介绍，海思芯片对华为内部产品的配套，不仅能帮助华为带来价格竞争力，还有助于提高其产品的上市时间，抢占市场先机。

比如，中国移动对4G定制机提出五模的新要求，而目前能够量产五模芯片的厂商只有高通、海思，这意味着华为可以借助海思芯片快速推出符合市场要求的4G手机，其他厂商则不得不采用更加昂贵的高通芯片。而到了人工智能时代，芯片上的优势则更为巨大。

新一代芯片麒麟 970

华为表示，麒麟970是业界首颗带有独立NPU（神经网络单元）的手机芯片，号称是智能手机AI计算平台。

和传闻的一样，麒麟 970 采用了四个 Cortex-A73 核心@2.4GHz 和四个 Cortex-A53 核心@1.8GHz 的架构，制程工艺为台积电 10nm，包含 55 亿晶体管，作为对比，骁龙 835 是 31 亿颗晶体管，苹果 A10 是 33 亿颗晶体管。不过，根据华为的说法，麒麟 970 的功耗下降 20%，芯片面积小 40%，但性能比前代麒麟 960 强了 20%。

此外，麒麟 970 也支持 LPDDR4X 内存和 UFS 2.1 存储。当然，这是理论情况。

麒麟 970 的 GPU 为 Mali-G72MP12。GPU 核心数达到了骇人听闻的 12 个。具体的频率暂不得而知。需要注意的是，这是 Mali-G72MP12 GPU 的首次商用。

麒麟 970 还采用了双 ISP，进步主要在于运动检测和低光拍摄。而余承东还在微博上表示，该双 ISP 还支持人工智能场景识别、人脸追焦、智能运动场景检测。

网络支持上，麒麟 970 采用 4.5G LTE 技术，支持目前全球最高的 LTE Cat.18 通信规格，实现了业界最高的 1.2Gbps 峰值下载速率，能在全球范围内实现各运营商的最高速率组合。同时该 SoC 内建 TEE 和 inSE 安全引擎，拥有更高的安全性。

视频方面，这款处理器支持 HDR10，支持 4K@60fps 视频解码，4K@30fps 视频编码。

麒麟 970 相比竞争对手最大的不同就是搭载了全新的 NPU（Neural Network Processing Unit，神经网络运算单元）专用硬件处理单元用于 AI 运算，设计了 HiAI 移动计算架构，其 AI 性能密度大幅优于 CPU 和 GPU。华为官方表示与四个 Cortex-A73 核心相比，在处理同样的 AI 任务时，新的异构计算架构拥有大约 50 倍的能效和 25 倍的性能优势。

与此同时，华为还公布了旗下的AI战略，号称将致力于构建芯、端、云的协同发展，通过结合云端和终端能力，实现手机从智能终端到智慧终端的跨越。

Mobile AI=On-Device AI+Cloud AI

在人工智能时代，智慧终端将变成人的助手，其信息、服务直达和高效实用会让用户得到完全不一样的体验。

余承东在现场的演讲也透露了华为在人工智能领域的野心。他表示，在人工智能时代，智慧终端将变成人的助手，其信息、服务直达和高效实用会让用户得到完全不一样的体验，真正实现“知你”、“懂你”、“帮你”。而人工智能必将推动智能终端的智慧化进程，不仅是被动响应用户的需求，更能够主动感知用户状态和周边环境，并提供精准服务的全新交互方式。

余承东在演讲中提出“Mobile AI=On-Device AI+Cloud AI”的公式，人工智能在未来终端上的实现必须通过端云协同。云侧智能经过多年发展，已经广泛应用，但是云侧智能的体验并不是完整的。在用户体验方面，还存在着不够实时、随时、稳定性和隐私方面的问题，而端侧智能可以实现同云端智能的优势互补。

端侧智能在发展上面临着四大挑战——感知、认知、安全和动力。强大的感知能力是手机成为人的分身和助手的前提，也是智能的基础、人机交互的起点。因此，手机的摄像头要求做到实时精准，并看得更全、更清、更快、更久；而手机的麦克风则要求多方向、远距离地解析出用户的语言，并能分辨情绪。在认知层面，端侧智能除了需要做到场景识别和分析用户的基本属性外，还需做到基于用户画像和过往行为习惯及结合当前的使用场景，推测出用户的行为意图。

在浏览完个人信息、录入私人密码后，如何做到更安全呢？手机强大的感知系统会产生大量的敏感数据、私人数据、隐私数据，端侧智能便需要构筑一个完备的安全隐私体系，确保数据安全。此外，未来的智慧终端将面临更复杂场景的任务处理，因此强劲持久的动力系统将必不可少，高性能、高效率是端侧智能的重要条件。

华为之所以要推出 AI 芯片，是因为这类芯片与传统芯片的巨大区别。首先，传统芯片在运算时只需要根据指令来调用相应系统进行工作，而 AI 指令之下则包含大量并行计算与建模。这无疑对处理器的计算能力提出了很高要求。

其次是移动端的数据收集能力，尤其是手机。优秀的 AI 应用要收集大量的数据来对模型进行训练，而手机无疑是最好的数据收集工具。随着诸如麦克风、摄像头、重力感应器、定位装置等越来越多的传感器加入手机中，一种能实时收集、同步处理、连接协调不同传感器的“人工智能”芯片就显得尤为重要。

余承东表示：“未来的智慧终端想要不断的发展，相应的人工智能体系一定既要充分发挥终端自身的能力和价值，也要结合大数据和云技术带来的海量信息、服务和超强计算力，人工智能在未来终端上的实现必须通过端云协同，这也是我们当前战略布局的重点。”

与寒武纪进行了深度合作

相对于英伟达公司并没有应用于嵌入式设备的人工智能产品（英伟达的GPGPU都是“大炮”，性能较高，功耗也高，更适合大机器，但无法应用于智能手机这样的设备），寒武纪对外公布的产品线可谓“步枪”、“大炮”俱全，既有针对高性能机器的产品，也有专门针对嵌入式设备的IP。

从公开报道看，寒武纪的商业模式有点类似于ARM——正如ARM把Cortex A53、Cortex A73、Mali G71的IP卖给了华为，寒武纪也可能把自己研发的人工智能IP卖给华为，使得手机芯片设计公司可以把人工智能处理器快速集成到手机的SoC里去。

华为和中科院计算所一直保持着非常密切的关系，成立了“中科院计算所-华为联合实验室”，业内传言华为早已成为中科院计算所的“大金主”。更有知乎和百度贴吧上的业内网友直接透露，麒麟970已经使用了寒武纪的技术。

而在麒麟 970 芯片的设计过程中，华为与寒武纪进行了深度合作，双方团队在 AI 计算处理方面进行了联合开发与优化。

寒武纪被视为全球AI芯片界首个独角兽，不久前完成了1亿美元A轮融资。

公司最主要的产品为2016年发布的寒武纪1A处理器(Cambricon-1A)，是一款可以深度学习的神经网络专用处理器，面向智能手机、无人机、安防监控、可穿戴设备以及智能驾驶等各类终端设备，在运行主流智能算法时性能功耗比全面超越传统处理器。目前已经研发出1A、1H等多种型号。

总结

华为作为国产厂商中少有的技术流，其麒麟处理器一直颇受关注。

在发现移动端设备计算芯片是目前 AI 技术的瓶颈之后，华为也率先投身其中，希望以此拉动一部分开发者基于新硬件为消费者们提供更好的体验。希望这些行动可以加速人工智能技术的发展，让 AI 逐渐形成基础技术平台，催生更多不同类型的应用。

“可以说，我们一直强调坚持才有突破，选择了一条最难的路，坚定的走下去，结果怎样市场和用户会给出答案，用事实说话。”余承东表示。

责任编辑：星野

Kirin970 华为

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