Kirin 970引入HiAI，十年人工智能研究的厚積薄發(fā)

　　在德國柏林舉辦的2017IFA展上，華為消費事業(yè)部CEO余承東正式揭開(kāi)了華為新一代旗艦芯片Kirin 970的神秘面紗。作為國內移動(dòng)SoC乃至芯片產(chǎn)業(yè)的標桿，今年以來(lái)，關(guān)于華為這顆芯片的傳言不絕于耳，主要是圍繞著(zhù)其制程、性能和今年流行起來(lái)的AI加速器這些方面。我們來(lái)看一下華為對這顆芯片的觀(guān)點(diǎn)，對Kirin 970 人工智能加速器的展望。

　　業(yè)界首顆支持Cat 18的移動(dòng)SoC

　　據余承東介紹，Kirin 970是使用TSMC的10 nm工藝打造的，在CPU方面采用了ARM 4 ×Cortex-A73和4×Cortex-A53的Big-Little八核架構，最高主頻可以到2.4Ghz，這和上一代Kirin 960一樣的。GPU方面則做了升級，從G71 MP8升級為新一代的12核的G72 MP12，這是業(yè)界首款將ARM G72商用的SoC。

　　Kirin系列過(guò)去三代產(chǎn)品的參數對比(source：anandtech)

　　根據ARM方面之前的介紹，基于Biforst架構G72 GPU的效能較之上一代提升了1.4倍，繪圖省電效能也將比G71提高25%。這就意味著(zhù)可以大大提高移動(dòng)設備的游戲、AR/VR體驗。

　　而根據華為方面的介紹，Kirin 970 GPU的速度較上一代產(chǎn)品提升了20%，能源效率則提升了50%。

　　華為GPU的性能提升(source：androidauthority)

　　其他方面，Kirin 970首次支持了4K HDR10，搭配自研的新一代雙核14bit ISP，能給華為的視頻和拍照提供更好的體驗。

　　據介紹，除了是業(yè)界首顆商用G72的SoC外，華為Kirin 970還是一顆兼容LTE-Advanced-Pro 網(wǎng)絡(luò )的SoC，在3CA+4*4MIMO+256QAM的能力組合的FDD模式下，下行速度達到Cat18標準的1.2Gbps。這主要得益于華為自研的LTE Modem。光從以上性能看，Kirin 970這個(gè)集成了55億晶體管的芯片無(wú)疑是國產(chǎn)最強芯，甚至在全球的安卓SoC上都無(wú)能出其右者。

　　推出HiAI，十年人工智能研究的厚積薄發(fā)

　　如果說(shuō)傳統GPU和CPU性能的提升，是華為Kirin系列升級的保留節目，那么在這個(gè)SoC上推出HiAI異構計算架構，算得上是華為的一次銳意創(chuàng )新。

　　余承東在發(fā)布會(huì )上表示，Kirin 970創(chuàng )新地推出了HiAI人工智能移動(dòng)異構計算架構， 是世界上第一個(gè)在移動(dòng)SoC上集成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )處理單元(Neural Processing Unit ，簡(jiǎn)稱(chēng)NPU)的芯片組。華為在人工智能的十年布局是成就他們今日的關(guān)鍵。

　　據華為方面介紹，從十年前開(kāi)始，他們就開(kāi)始了人工智能的相關(guān)布局，為他們積累了深厚的技術(shù)儲備，這種厚積薄發(fā)也在今天給他們帶回了優(yōu)越的回報。

　　從媒體報道中我們得知，華為這個(gè)NPU在FP16下的計算能力為1.92 T OPS，在內部測試中，可以在一分鐘內辨別2005個(gè)圖片，而傳統的CPU一分鐘只能辨別97張圖片。

　　麒麟970的開(kāi)發(fā)團隊在繼承過(guò)去數代成果的基礎上，首次集成NPU(Neural Network Processing Unit)專(zhuān)用硬件處理單元,創(chuàng )新設計了HiAI移動(dòng)計算架構,其AI性能密度大幅優(yōu)于CPU和GPU。相比CPU有50倍能效和25倍性能的優(yōu)勢。

　　在問(wèn)到應用方向的時(shí)候，華為表示，新的AI加速器將會(huì )幫助消費者提供在聲音、視覺(jué)、圖像和拍照等各個(gè)方面的體驗，這是在新芯片中加入NPU的目的，也是Kirin 970所專(zhuān)注的幾個(gè)方面之一。華為認為，人工智能會(huì )作為一個(gè)基礎技術(shù)的存在，從本質(zhì)上幫助消費者提升體驗。

　　針對移動(dòng)終端的人工智能，我們知道市場(chǎng)有很多不同的解決方案，有用GPU的，也有DSP的，但華為選擇了人工智能IP的AI加速器方案，在問(wèn)到為什么采用這種方案的時(shí)候。華為表示，這主要是基于功耗和性能的平衡考慮。通用的處理器同樣可以實(shí)現人工智能的相關(guān)處理，但是在功耗、延時(shí)性或者處理能力上，可能很能平衡，因此就需要一個(gè)專(zhuān)用的AI加速器存在。但其強調，這并不意味著(zhù)他們的所有AI相關(guān)處理都是用NPU完成。

　　“根據應用的不同，我們的芯片會(huì )判斷工作量和對延時(shí)的需求，然后自動(dòng)選擇GPU或者AI加速器執行相關(guān)處理，這樣就能達到性能最優(yōu)化處理的效果”，華為表示。所有的一切都是提高終端用戶(hù)體驗的。

　　相比于上一代的芯片，Kirin 970不但多集成了一個(gè)NPU，晶體管密度與總數也大大提升，對于華為來(lái)說(shuō)，在功耗等多個(gè)方面帶來(lái)的挑戰是顯而易見(jiàn)的，在工程師的努力下，加上與第三方合作伙伴的通力合作，將其功耗和成本控制在了可控制范圍。

　　在華為看來(lái)，與第三方伙伴的通力合作，是保證華為芯片更進(jìn)一步的基礎。

　　關(guān)于人工智能和Kirin芯片未來(lái)的看法

　　推出了HiAI的Kirin系列有了更大的想象空間，華為未來(lái)將加強在人工智能方面的推動(dòng)和合作。最重要的是與第三方一起打造一個(gè)完善的人工智能平臺，更好地服務(wù)消費者。

　　華為認為，一個(gè)企業(yè)并不能憑借自己做好整個(gè)生態(tài)鏈，這需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游的同心協(xié)力。例如在人工智能這塊，基于Kirin 970強悍的處理能力，會(huì )開(kāi)放相關(guān)的SDK接口，讓第三方參與進(jìn)來(lái)，從應用端為消費者提供更好的體驗，共同打造一個(gè)生態(tài)，合作共贏(yíng)。這也是華為一直所堅持的。

　　在問(wèn)到網(wǎng)友一直詬病的華為只用ARM公版處理器的這個(gè)問(wèn)題上。華為表示，這并不是問(wèn)題。術(shù)業(yè)有專(zhuān)攻，他們要做的就是將自己的工作做好。以汽車(chē)變速器為例舉例：在汽車(chē)研發(fā)中，很多主機廠(chǎng)用的都是同一個(gè)品牌的變速箱，但是有些廠(chǎng)商在變速箱與發(fā)動(dòng)機的聯(lián)調中，能夠讓汽車(chē)在換擋的時(shí)候很平滑，但有些廠(chǎng)商的工作卻讓整個(gè)過(guò)程變得異常頓挫，體驗不佳。華為做的就是這個(gè)“聯(lián)調”。

　　根據華為的說(shuō)法，ARM的處理器 IP設計已經(jīng)非常成熟，沒(méi)有必要去自主開(kāi)發(fā)。在做一個(gè)處理器過(guò)程中，軟件的兼容、異構計算帶來(lái)不同處理單元的配合更加重要，且很考開(kāi)發(fā)者的功夫，華為只需要專(zhuān)注這些方面，并盡量做好，那就能給消費者帶來(lái)更好的體驗。“我們看到業(yè)界也逐漸回歸到使用ARM 公版設計的趨勢”。

　　我們看到，隨著(zhù)進(jìn)程工藝的逐代演變，摩爾定律似乎已經(jīng)走到了盡頭，提高芯片性能變得愈加困難，另外，這些年來(lái)移動(dòng)SoC一直在堆積多核，提高主頻，業(yè)界開(kāi)始有了“是否需要那么高性能處理器”的質(zhì)疑聲音。

　　華為認為，摩爾定律還沒(méi)有到盡頭，還會(huì )一如既往地往下演進(jìn)。至于芯片的過(guò)度設計，是不可取的，單純的跑分毫無(wú)意義，Kirin芯片的宗旨就是聚焦于提高應用操作體驗，降低芯片功耗，所有的一切都是以體驗為出發(fā)點(diǎn)。

　　期待華為在未來(lái)帶給我們更多的驚喜。