麒麟970處理器參數(shù)解析

　　麒麟970芯片是華為海思麒麟的最新旗艦型號(hào)，根據(jù)慣例這款芯片將被搭載在未來(lái)一年內(nèi)的華為（包括榮耀）旗艦機(jī)上，像華為Mate 10系列，華為P11系列預(yù)計(jì)都將采用這款芯片。麒麟970此次主打人工智能AI，是首款A(yù)I手機(jī)芯片，我們先來(lái)看一下這款芯片的參數(shù)。

　　麒麟970CPU部分采用的仍然是ARM公版A73架構(gòu)+A53架構(gòu)大小核心搭配，4個(gè)A73大核最高主頻為2.4GHz，4個(gè)A53小核最高主頻1.8GHz，與前代麒麟960相比，不論是架構(gòu)還是核心頻率都沒(méi)有多大改動(dòng)，沒(méi)有采用ARM最新發(fā)布的A75架構(gòu)略有遺憾。

　　從CPU性能來(lái)看，麒麟970相比麒麟960的提升并不大，架構(gòu)與主頻都沒(méi)有明顯提升，CPU性能理論上跟目前的高通驍龍835持平或者略低，不過(guò)也是旗艦水準(zhǔn)，CPU部分更多的是提升在了功耗優(yōu)化上。

　　而在GPU方面，麒麟970采用了ARM Mali-G72MP12，這是一款12核的圖形處理單元，相比麒麟960的Mali-G71MP8不論是架構(gòu)還是核心數(shù)都有提升，但主頻目前仍然未知，根據(jù)核心越多主頻越低的傳統(tǒng)，麒麟970的12核GPU的主頻可能不會(huì)超過(guò)1GHz。

　　GPU性能可能是麒麟970相比麒麟960提升最明顯的地方，不僅架構(gòu)從Mali-G71升級(jí)到了Mali-G72，而且核心數(shù)也從8核提升到了12核，官方PPT宣稱性能提升了20%，效率提高了50%。

　　此次麒麟970集成了NPU（Neural network Processing Unit）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元，官方宣稱相較于四個(gè)Cortex-A73核心，處理相同AI任務(wù)，新的異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)擁有約 50 倍能效和 25 倍性能優(yōu)勢(shì)，圖像識(shí)別速度可達(dá)到約2000張/分鐘。這一NPU單元或來(lái)自國(guó)內(nèi)寒武紀(jì)科技。

　　而由于人工智能AI目前還處于初級(jí)階段，雖然NPU單元能夠更加高效地處理AI任務(wù)，但對(duì)日常使用體驗(yàn)?zāi)苡卸啻蟮奶嵘€有待驗(yàn)證，但毫無(wú)疑問(wèn)，人工智能會(huì)是手機(jī)未來(lái)發(fā)展的方向。

　　在基帶方面，華為麒麟970是業(yè)內(nèi)首款商用的支持LTE Cat. 18的手機(jī)芯片， 最高下行速率達(dá)到1.2Gbps，這是目前業(yè)界最快的移動(dòng)基帶，比目前高通驍龍835的1Gbps還要快。而且這款基帶支持全網(wǎng)通制式，要比三星香農(nóng)系列基帶支持的頻段更多。而目前國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商商用的4G+網(wǎng)絡(luò)最高還沒(méi)超過(guò)600Mbps，短期來(lái)看在國(guó)內(nèi)要想體驗(yàn)1.2Gbps的網(wǎng)速還很困難。

　　最后制程方面，麒麟970采用了臺(tái)積電（TSMC）的10nm制程工藝，10nm制程是目前半導(dǎo)體最先進(jìn)的制程工藝，高通驍龍835采用的是三星半導(dǎo)體的10nm制程工藝，制程工藝約先進(jìn)，芯片的面積越小，也更加省電，麒麟970的10nm工藝相比麒麟960采的16nm制程工藝要更加省電，官方宣稱麒麟970集成了55億個(gè)晶體管，功耗降低了20%。

　　總的來(lái)說(shuō)，麒麟970在性能上達(dá)到了目前旗艦芯片的主流水平，尤其是GPU性能有了較大幅度的提升，基帶也是業(yè)界的頂級(jí)水準(zhǔn)，而且還有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元加持，10nm制程工藝也是目前最高規(guī)格，跟競(jìng)品高通驍龍835、三星Exynos 8895相比也沒(méi)有明顯短板，是目前國(guó)產(chǎn)手機(jī)芯片的最高水準(zhǔn)。同時(shí)我們也要認(rèn)識(shí)到差距，麒麟970的CPU、GPU和NPU都是從ARM或者寒武紀(jì)獲得的IP授權(quán)，芯片的定制化水平還有待提升。

　　我認(rèn)為相比前代麒麟960，麒麟970的GPU性能的提升以及更加省電的10nm制程工藝是其最大的亮點(diǎn)。

　　麒麟970性能怎么樣

　　據(jù)信息顯示，麒麟970單核跑分為1900分，多核跑分6209分，屬于當(dāng)前旗艦芯片水平。測(cè)試的華為Mate 10設(shè)備內(nèi)置6GB運(yùn)存，八核處理器主頻為1.84GHz，并已搭載最新的Android 8.0系統(tǒng)。并且從GeekBench給出的系統(tǒng)來(lái)看，華為Mate 10已經(jīng)搭載了安卓最新的8.0系統(tǒng)。

　　相比，驍龍835處理器單核跑分為1900分左右，多核跑分在6500分左右，三星Exynos 8895單核跑分約為2100，多核跑分約為7100，這說(shuō)明麒麟970的性能跟驍龍835和三星Exynos 8895已基本處于同一水平。

　　至于今年的蘋果A11六核處理器，性能則異常殘暴，單核約為4200，多核過(guò)萬(wàn)，遠(yuǎn)超對(duì)手。不過(guò)在性能過(guò)剩的時(shí)代，跑分早已不是衡量處理器的唯一指標(biāo)。

　　據(jù)悉，麒麟970采用最新的TSMC 10nm工藝，集成了55億個(gè)晶體管，該機(jī)的重大突破在AI和深度學(xué)習(xí)方面，麒麟970毫無(wú)疑問(wèn)地成為Mate 10所使用的核心。

　　麒麟970處理器有多強(qiáng)

　　關(guān)于麒麟970處理器到底有多強(qiáng)，我們從發(fā)布會(huì)上的信息來(lái)一一分析了解：

　　通訊基帶：比「千兆 LTE」更快

　　作為一家通訊行業(yè)有著多年積累的公司，華為海思在通訊基帶上有著深厚的「家底」，特別是去年的麒麟 960，直接在 SoC 中集成了支持 LTE Cat.12/13 的 Balong 750 基帶（最大下行速度 600Mbps，上行 150Mbps），并且支持 CDMA 網(wǎng)絡(luò)，絲毫不遜色同期的高通驍龍 820、821。

　　在今年的麒麟 970 上，華為海思更進(jìn)一步，直接大跨步到了 LTE Cat.18，最高下載速度飆到了 1.2Gbps（4x4 MIMO，3CC CA，256QAM），也就是比之前業(yè)界最快、驍龍 835 和 Exynos 8895「千兆 LTE」還要再快上 200Mbps。

　　麒麟 970 還終于支持了在同時(shí)使用兩張 SIM 卡時(shí)，主副卡同時(shí)用 4G（上一代麒麟 960 的副卡只能支持 3G）。此外，麒麟 970 還特別針對(duì)高鐵時(shí)的使用做了優(yōu)化，信號(hào)更穩(wěn)定，減少掉線。

　　不過(guò)話還是要說(shuō)回來(lái)，雖然麒麟 970 的通訊基帶的確是厲害，但和驍龍 835、Exynos 8895 等支持千兆 LTE 的 SoC 一樣，普通用戶想要真正體驗(yàn)到這種超高速 LTE 網(wǎng)絡(luò)，還得過(guò)上相當(dāng)一段時(shí)間。

　　一方面，超高速 LTE 網(wǎng)絡(luò)需要運(yùn)營(yíng)商的支持，雖然目前全球不少運(yùn)營(yíng)商（包括中國(guó)聯(lián)通）已經(jīng)開(kāi)始了千兆級(jí) LTE 的測(cè)試，但距離大規(guī)模商用還仍需時(shí)日。另一方面，在手機(jī)端，除了需要 SoC 自身的基帶支持，如果要支持千兆級(jí)的 LTE，手機(jī)廠商還必須在手機(jī)的天線設(shè)計(jì)上投入額外的精力，以搭載驍龍 835 的手機(jī)為例，在目前上市的眾多驍龍 835 手機(jī)中，真正能支持到千兆 LTE 的只有三星 Galaxy S8、HTC U11 等少數(shù)國(guó)際品牌機(jī)型的部分型號(hào)。

　　10 納米制程，比驍龍 835 還多的 55 億個(gè)晶體管

　　制程上，不出意外，麒麟 970 用上了臺(tái)積電（TSMC）最新的 10 納米工藝，這應(yīng)該是繼蘋果 A10X、聯(lián)發(fā)科 Helio X30 之后，第三款采用臺(tái)積電 10 納米制程的移動(dòng) SoC。

　　通常來(lái)說(shuō)，在芯片晶體管數(shù)量相同的情況下，更先進(jìn)的制程可以降低芯片的核心面積，有助于降低成本，并且更加有效地控制發(fā)熱和功耗。

　　在發(fā)布會(huì)上，余承東也表示，臺(tái)積電的 10 納米制程可以降低 20% 的能耗，將芯片核心面積縮小 40%。

　　不過(guò)有趣的是，麒麟 970 的核心面積并沒(méi)有因?yàn)橹瞥痰倪M(jìn)步而縮小，反而比麒麟 960 還要略大，這是因?yàn)轺梓?970 集成了高達(dá) 55 億個(gè)晶體管，比麒麟 960 多出了 15 億。

　　55 億個(gè)晶體管是什么概念呢？大家可以參考幾個(gè)數(shù)字。

　　Intel 在 2014 年發(fā)布的擁有 18 個(gè)核心的至強(qiáng) E5 CPU，也才內(nèi)置了 55.6 億個(gè)晶體管。在更具對(duì)比價(jià)值的移動(dòng) SoC 中，以「對(duì)料」著稱的蘋果 A10 擁有 33 億個(gè)晶體管，高通驍龍 835 擁有 31 億個(gè)。

　　需要說(shuō)明的是，雖然晶體管數(shù)量對(duì)性能有一定的影響，并且通常是越多越好，但在芯片工藝、架構(gòu)不同的情況下，我們是無(wú)法簡(jiǎn)單地用晶體管數(shù)量來(lái)判斷性能的，尤其是在內(nèi)部部件眾多的移動(dòng) SoC 中。

　　NPU：首款內(nèi)置在手機(jī) SoC 中的人工智能芯片

　　終于到了麒麟 970 最特別的部分——NPU。

　　NPU 的全稱是 Neural-network Processing Unit，也就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元。關(guān)于這顆 NPU 的功能，大家可以簡(jiǎn)單理解為專門高效地進(jìn)行 AI 相關(guān)計(jì)算定制的處理器，就像 GPU 之于圖形處理相關(guān)的計(jì)算，ISP 之于成像相關(guān)的計(jì)算。

　　傳統(tǒng)的 CPU（包括 x86 和 ARM）和 GPU 也是可以用來(lái)做深度學(xué)習(xí)計(jì)算的，但由于它們本身并不是專門為深度學(xué)習(xí)定制的，效率并不高。而麒麟 970 的這顆 NPU 采用了來(lái)自寒武紀(jì)（Cambricon）的 IP，專門為深度學(xué)習(xí)而定制，F(xiàn)P16 性能達(dá)到了 1.92 TFLOP，差不多是麒麟 960 的 3 倍（0.6 TFLOP 左右）。

　　在發(fā)布會(huì)上，余承東展示了一張?jiān)谶M(jìn)行 AI 運(yùn)算時(shí)，NPU 和 CPU、GPU 的對(duì)比。

　　可以看到，性能上，NPU 是 CPU 的 25 倍，GPU 的 6.25 倍（25/4），能效比上，NPU 更是達(dá)到了 CPU 的 50 倍，GPU 的 6.25 倍（50/8）。

　　另外，在華為內(nèi)部的測(cè)試中，麒麟 970 的 NPU 每分鐘可以識(shí)別出 2005 張照片，而不使用 NPU 的話則每分鐘只能識(shí)別 97 張（這個(gè)速度應(yīng)該是用 CPU 進(jìn)行計(jì)算的），優(yōu)勢(shì)同樣巨大。

　　至于這顆 NPU 具體能實(shí)現(xiàn)哪些特別的功能，我們還需要等到 Mate 10、Mate 10 Pro 上來(lái)揭曉。在發(fā)布會(huì)上，余承東提到了一些 NPU 在拍照方面的應(yīng)用。

　　具體到拍照中，NPU 可以幫助手機(jī)更精準(zhǔn)和快速地識(shí)別拍攝場(chǎng)景，讓手機(jī)選擇最合適的圖像處理算法，在雙攝背景虛化時(shí)，讓手機(jī)對(duì)邊緣虛化的處理更準(zhǔn)確，還有最近很火的 AR 相機(jī)，NPU 可顯著提高渲染的速度，降低功耗。

　　再比如說(shuō)，有了 NPU 之后，手機(jī)可以將語(yǔ)音和語(yǔ)義識(shí)別的部分工作轉(zhuǎn)移到手機(jī)本地，提高語(yǔ)音和語(yǔ)義識(shí)別的表現(xiàn)，提高手機(jī)中語(yǔ)音交互應(yīng)用（比如語(yǔ)音輸入法、智能語(yǔ)音助手）的體驗(yàn)。

　　值得一體的是，在發(fā)布會(huì)上，余承東還展示了「開(kāi)放移動(dòng) AI 平臺(tái)（Open Mobile AI Platform）」，為 app 開(kāi)發(fā)者提供了包括開(kāi)發(fā)者網(wǎng)站和社區(qū)支持、開(kāi)發(fā)套件以及自家的 app 分發(fā)商店在內(nèi)的「全套」服務(wù)，吸引開(kāi)發(fā)者開(kāi)發(fā)可以調(diào)用 NPU 性能的 app。

　　不過(guò)這里有個(gè)問(wèn)題，這一套方案只是針對(duì)搭載麒麟 970 的華為手機(jī)的，并不是一個(gè)開(kāi)放的平臺(tái)，這意味著開(kāi)發(fā)者即使寫出來(lái)能調(diào)用 NPU 來(lái)實(shí)現(xiàn)某些強(qiáng)大功能的 app，也只能運(yùn)行在僅有的幾款華為手機(jī)上（短期內(nèi)應(yīng)該只有即將發(fā)布的 Mate 10 和 Mate 10 Pro）。

　　至于未來(lái)華為能吸引多少開(kāi)發(fā)者來(lái)利用 NPU 開(kāi)發(fā)支持自家 AI 平臺(tái)的 app，現(xiàn)在來(lái)看還是個(gè)未知數(shù)，但至少在接下來(lái)的幾個(gè)月內(nèi)，恐怕更多地需要依靠華為自己的軟件工程師來(lái)開(kāi)發(fā)相應(yīng)的 app。