近日，麒麟 980正式在國(guó)內(nèi)發(fā)布。

正如余承東日前在IFA上介紹的那樣，華為這顆旗艦芯片不但成為全球首顆商用7nm工藝的手機(jī)SoC，領(lǐng)跑于全球，在CPU、GPU、Modem和其他多個(gè)零組件上面，麒麟 980也都擁有過(guò)人之處。再加上在NPU上的新升級(jí)，華為的這顆新芯片或?qū)?huì)幫助華為手機(jī)攀上另一個(gè)高峰。

按照華為Fellow艾偉先生在麒麟 980發(fā)布會(huì)上的說(shuō)法，這顆集成了69億晶體管的芯片是華為麒麟團(tuán)隊(duì)艱苦奮斗的結(jié)果，在很多方面，也有其獨(dú)特之處。

華為Fellow 艾偉先生

耗資超三億美元，麒麟 980創(chuàng)造了六項(xiàng)第一

眾所周知，當(dāng)制造工藝進(jìn)入到10nm以下，芯片的研發(fā)難度有了指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)，而在成本方面同樣有了很大的增加。日前有媒體報(bào)道，華為在麒麟 980上面投入的研發(fā)成本高達(dá)三億美元。而在昨天的發(fā)布會(huì)上，現(xiàn)場(chǎng)也有記者就這個(gè)問(wèn)題向華為Fellow求證。他笑著回應(yīng)：“華為麒麟 980具體研發(fā)成本，具體花了多少錢(qián)我們不會(huì)披露具體數(shù)字，但是花費(fèi)絕對(duì)不止三億美金”。

雖然花費(fèi)了巨資，但在筆者看來(lái)，華為的這顆芯片獲得的回報(bào)還是物超所值的。

按照艾偉介紹，麒麟 980在全球創(chuàng)造了六項(xiàng)第一，分別是：全球首款商用7nm手機(jī)SoC芯片、全球首款Cortex-A76 Based CPU、全球首款雙核NPU、全球首款Mali G76 GPU、全球首款1.4Gbps Cat.21 Modem和全球首款支持 2133Mhz LPDDR4 X的手機(jī)SOC。而這些成績(jī)則是他們歷經(jīng)多代產(chǎn)品迭代，從立項(xiàng)到發(fā)布36個(gè)月耕耘獲得的成績(jī)。

華為麒麟過(guò)去幾代的產(chǎn)品提升

“我們從2015年就開(kāi)始投入到7nm工藝的研發(fā)，再經(jīng)過(guò)定制特殊基礎(chǔ)單元構(gòu)建高可靠性IP和SoC工程化，然后在今年才真正量產(chǎn)”，艾偉告訴半導(dǎo)體記者。“在整個(gè)項(xiàng)目中，我們投入的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)與工藝也專(zhuān)家也超過(guò)1000人”，艾偉補(bǔ)充說(shuō)。

而在多個(gè)“全球首款”的銜頭的加持下，華為麒麟 980在性能方面也表現(xiàn)優(yōu)越。首先是CPU方面，因?yàn)椴捎昧薃76的這個(gè)全新架構(gòu)，華為能將麒麟 980的最高主頻調(diào)到2.6GHz，與上一代產(chǎn)品相比，芯片的單核性能提升75%，能效提升58%；GPU方面，麒麟 980與上一代相比性能提升46%，能效更是提了178%；通信方面，通過(guò)搭載全新的Modem，率先支持LTE Cat.21，這就使得麒麟 980的峰值下載速率達(dá)到1.4Gbps，勇奪業(yè)內(nèi)最高成績(jī)；全球最快的LPDDR4X顆粒，主頻最高可達(dá)2133MHz，比業(yè)界同期水平快14%；業(yè)內(nèi)首次搭載雙核NPU，實(shí)現(xiàn)業(yè)界最高端側(cè)AI算力，將支持更加豐富的AI應(yīng)用場(chǎng)景，引領(lǐng)手機(jī)全面進(jìn)入智慧時(shí)代。

華為AI芯片在性能和能耗上的對(duì)比

再加上全新升級(jí)的第四代自研ISP，這就使得新SoC的像素吞吐率比上一代提升46%，能夠分區(qū)域調(diào)節(jié)圖像色彩與灰階；與麒麟970相比，支持更多攝像頭，適配多攝像頭帶來(lái)全新拍照體驗(yàn)。推出全新HDR色彩還原，能夠分區(qū)域調(diào)節(jié)圖像色彩，實(shí)現(xiàn)照片色彩與細(xì)節(jié)的平衡。

另外，偽基站防御方面的升級(jí)，Hi1103支持業(yè)界領(lǐng)先的L1+L5雙頻GPS超精準(zhǔn)定位、與Balong 5000對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的支持，也讓華為麒麟 980增色不少。

為了提升芯片的實(shí)力，華為還做了些什么？

在這個(gè)芯片研發(fā)的過(guò)程中，華為需要投入是多方面的。例如面對(duì)7nm芯片的設(shè)計(jì)難度大大增加的現(xiàn)狀。因?yàn)?nm相當(dāng)于70個(gè)原子直徑，逼近了硅基半導(dǎo)體工藝的物理極限，麒麟 980想要在針尖上翩翩起舞，還需要克服復(fù)雜的半導(dǎo)體技術(shù)效應(yīng)及晶體管本身的三維電阻電容帶來(lái)的影響，其挑戰(zhàn)之大超乎想象，這是華為首先需要解決的。其他如將CPU、GPU、ISP、DSP和NPU等產(chǎn)品高效地整合到一起，也是華為必須要完成的任務(wù)。

但其實(shí)華為為了提升這個(gè)芯片的實(shí)力，在麒麟 980的設(shè)計(jì)上，也提出了很多創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)。其中大中小核配置的設(shè)計(jì)，就是一個(gè)值得討論的話(huà)題。

幾年前，Arm為了應(yīng)對(duì)移動(dòng)SoC的功耗問(wèn)題，為CPU引入了Big Little的架構(gòu)，包括華為在內(nèi)的很多手機(jī)SoC設(shè)計(jì)廠商，也都在這個(gè)指導(dǎo)下，做了很多不錯(cuò)的芯片設(shè)計(jì)。但是隨著手機(jī)應(yīng)用的增多，應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)核心性能的需求有了更細(xì)的劃分。為了進(jìn)一步做到性能調(diào)用的配置和功耗的控制。華為推出了Flex-Scheduling智能調(diào)度機(jī)制，創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了2超大核（基于Cortex-A76開(kāi)發(fā)）、2大核（基于Cortex-A76開(kāi)發(fā)）、4小核（Cortex-A55）的三檔能效架構(gòu)。

先進(jìn)梯度的多核架構(gòu)

按照艾偉的說(shuō)法，相對(duì)于傳統(tǒng)的大小核兩檔位設(shè)計(jì)，這個(gè)三檔能效架構(gòu)設(shè)計(jì)提供了更為精確的調(diào)度層次，讓CPU在重載、中載、輕載場(chǎng)景下靈活適配，大大降低了CPU在實(shí)際綜合業(yè)務(wù)場(chǎng)景下的功耗，力求讓用戶(hù)獲得更高性能體驗(yàn)的同時(shí)獲取更長(zhǎng)的續(xù)航體驗(yàn)。

“在過(guò)往的大小核結(jié)構(gòu)的情況下，不同應(yīng)用在調(diào)用處理器的時(shí)候，只能在大核和小核之間選。但據(jù)我們分析得知，當(dāng)中某些調(diào)用大核的應(yīng)用，在對(duì)芯片性能的需求方面，并沒(méi)有那么高。再加上在處理高性能應(yīng)用上，不但與CPU有關(guān)，還與GPU與LPDDR的速度有關(guān)。而我們就是基于這樣的分析設(shè)計(jì)出了這樣一個(gè)架構(gòu)”，艾偉補(bǔ)充說(shuō)。這樣就可以靈活調(diào)度，高效地使用CPU資源。

靈活調(diào)度，更好地使用處理器資源

在GPU方面，麒麟 980創(chuàng)新性引入AI調(diào)頻調(diào)度技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)學(xué)習(xí)幀率、流暢度和觸屏輸入變化，預(yù)測(cè)手機(jī)任務(wù)負(fù)載，動(dòng)態(tài)感知手機(jī)使用過(guò)程中存在的性能瓶頸，及時(shí)進(jìn)行調(diào)頻調(diào)度。尤其在游戲場(chǎng)景下，使用AI調(diào)頻調(diào)度技術(shù)預(yù)測(cè)游戲每幀負(fù)載，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性相對(duì)于傳統(tǒng)預(yù)測(cè)方法可以提升30%以上，有效提升了游戲平均幀率，大幅降低游戲抖動(dòng)率，減少游戲卡頓，為手游用戶(hù)帶來(lái)操作流暢、不卡頓的卓越游戲體驗(yàn)。以3D手機(jī)游戲NBA2K18為例，麒麟980平均幀率接近60FPS，游戲整體體驗(yàn)遠(yuǎn)超業(yè)界同期水平，讓手機(jī)輕松駕馭重載大型游戲，帶來(lái)滿(mǎn)幀暢爽游戲體驗(yàn)。

來(lái)到ISP方面，華為針對(duì)暗光拍攝場(chǎng)景，在麒麟 980中采用了全新Multi-pass多重降噪技術(shù)，精準(zhǔn)降低夜景照片中的噪點(diǎn)，細(xì)節(jié)保留更加完整，夜拍效果更加通透清晰。運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景下大幅提升跟蹤準(zhǔn)確率，在拍攝運(yùn)動(dòng)中的人物時(shí)，人臉識(shí)別檢測(cè)率提升至97.4%，清晰捕捉每一個(gè)精彩瞬間。

在面對(duì)視頻應(yīng)用方面麒麟 980采用視頻專(zhuān)用的Pipeline“處理流水線(xiàn)”技術(shù)提升視頻清晰度，視頻拍攝時(shí)延降低33%，用戶(hù)得以脫離沉重的專(zhuān)業(yè)級(jí)攝像器材，用手機(jī)就能輕松拍出清晰的視頻大片。

面對(duì)通信聯(lián)接安全，華為針對(duì)新出現(xiàn)的偽基站攻擊方式，進(jìn)一步在麒麟 980芯片層面增加了安全機(jī)制，全面升級(jí)了識(shí)別2G偽基站的技術(shù)，同時(shí)業(yè)內(nèi)率先支持識(shí)別4G偽基站，提升用戶(hù)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)下的安全能力，大大降低了受詐騙的概率，保護(hù)用戶(hù)的財(cái)產(chǎn)和信息安全。

對(duì)AI方面的規(guī)劃與展望

在去年的麒麟 970上，華為率先為其引入了NPU，締造了在移動(dòng)處理器AI方面的領(lǐng)先地位。進(jìn)入了麒麟 980，華為在這上面所做的一些改變與規(guī)劃。為我們?cè)谑謾C(jī)AI應(yīng)用和開(kāi)發(fā)方面提供了新的指導(dǎo)。

艾偉表示，麒麟 980在雙核NPU的移動(dòng)端最強(qiáng)算力加持下，使能人臉識(shí)別、物體識(shí)別、物體檢測(cè)、圖像分割、智能翻譯等AI場(chǎng)景，采用更高精度的深度網(wǎng)絡(luò)，具備更佳的實(shí)時(shí)性，從而引爆極致體驗(yàn)。

測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，麒麟 980實(shí)現(xiàn)每分鐘圖像識(shí)別4500張，識(shí)別速度相比上一代提升120%，遠(yuǎn)高于業(yè)界同期水平；多人姿態(tài)估計(jì)實(shí)時(shí)幀率高達(dá)30 FPS，無(wú)論是表演節(jié)奏感極強(qiáng)的舞蹈，還是在鏡頭前快速跑步，麒麟980都能夠?qū)崟r(shí)繪制出人體的關(guān)節(jié)和線(xiàn)條；強(qiáng)大的物體檢測(cè)能力可以準(zhǔn)確識(shí)別多種物體，并可以做到拍照預(yù)覽的實(shí)時(shí)物體跟蹤。相對(duì)于首款人工智能手機(jī)芯片麒麟970，麒麟980實(shí)現(xiàn)了從圖像識(shí)別到物體檢測(cè)的跨越。

通過(guò)AI算力提升，麒麟980為“手機(jī)拍照”帶來(lái)更多可能。

去年，麒麟970人工智能技術(shù)推動(dòng)手機(jī)拍照逐步向“慧眼”階段演進(jìn)。時(shí)隔一年，麒麟980帶來(lái)了“慧眼2.0”?！盎垩?.0”在手機(jī)視覺(jué)入口提供了一個(gè)“感知、測(cè)量、認(rèn)知、計(jì)算”的端到端完整解決方案，人工智能技術(shù)深度參與視覺(jué)處理的各個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)后臺(tái)基礎(chǔ)算法的極大提升和流程優(yōu)化，讓用戶(hù)明顯感知到體驗(yàn)的大幅增強(qiáng)。

在AI能力上，麒麟980提供高精度人臉識(shí)別與肢體檢測(cè)識(shí)別，結(jié)合自研ISP強(qiáng)大的圖像處理算法，使得在暗光夜晚和白天高動(dòng)態(tài)場(chǎng)景下，都能準(zhǔn)確識(shí)別拍攝主體和運(yùn)動(dòng)對(duì)象，并且保持著每秒30幀實(shí)時(shí)跟蹤運(yùn)動(dòng)主體。此外，精細(xì)化的視頻分割、主體摳圖等能力，也極大豐富了小視頻類(lèi)應(yīng)用的創(chuàng)作靈感。更為重要的是，華為對(duì)第三方APP開(kāi)放上述能力，加上具備不間斷執(zhí)行各種AI任務(wù)的基礎(chǔ)能力，構(gòu)成了“慧眼2.0”的核心。

慧眼2.0

麒麟980還支持Caffe、Tensorflow、Tensorflow Lite等主流框架，具有強(qiáng)大的深度學(xué)習(xí)框架兼容性，達(dá)到業(yè)界領(lǐng)先水平；提供了離線(xiàn)編譯、在線(xiàn)編譯、8bit量化等一系列完整工具鏈，既可以大大降低端側(cè)模型部署的工程難度，還可以利用NPU差異化優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出最強(qiáng)算力； 支持CPU、GPU、NPU、DSP等的異構(gòu)計(jì)算，方便深度學(xué)習(xí)算法在麒麟980的自動(dòng)靈活調(diào)度執(zhí)行。

可以看到，麒麟980強(qiáng)大的移動(dòng)端AI算力、完善的框架支持、豐富的工具鏈，將賦予AI應(yīng)用更豐富的想象空間，更多新奇、酷炫的AI應(yīng)用落地將成為可能。

為了更好地落地更多的AI應(yīng)用，推動(dòng)AI產(chǎn)業(yè)發(fā)展。華為在日前能推出HiAI生態(tài)2.0，帶來(lái)更加強(qiáng)勁的AI運(yùn)算力，提供更加豐富的接口、算子和簡(jiǎn)單易用的開(kāi)發(fā)工具包，大幅縮短AI應(yīng)用的開(kāi)發(fā)周期，提升開(kāi)發(fā)集成效率。在麒麟980的智慧加持下，廣大開(kāi)發(fā)者和合作伙伴將在更強(qiáng)大的AI算力環(huán)境下，以更加便捷的方式進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)，為AI應(yīng)用開(kāi)啟無(wú)限想象，共同創(chuàng)造更智慧的美好未來(lái)。