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原标题:拳打苹果脚踢高通,麒麟980为何这么牛?

原标题:华为最强芯麒麟980和AI音箱发布!双核寒武纪NPU,全球首款7纳米

                     关于麒麟970,你应该知道的

姓名:高浪

【嵌牛导读】:作为华为2017年度重磅旗舰机型,Mate10头号亮点就是它拥有AI人工智能特性,麒麟970集成了专用的神经网络处理单元NPU,比以往都要快的多体验速度,那么关于麒麟970,你应该知道什么呢?

【嵌牛鼻子】:华为,海思麒麟970,AI,神经网络,·

【嵌牛提问】:麒麟970芯片最新的亮点是什么?与骁龙、三星相比,其性能如何?

【嵌牛正文】:

麒麟970芯片是华为海思推出的一款采用了台积电10nm工艺的新一代芯片,是全球首款内置独立NPU(神经网络单元)的智能手机AI计算。

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华为的新款芯片麒麟970,为推出的旗舰机型Mate
10和其他高端手机提供更快的处理速度和更低的功耗。2017年9月2日,在2017年德国柏林国际消费类电子产品展览会上,华为发布人工智能芯片麒麟970。首款采用麒麟970的华为手机Mate
10,在2017年10月16日在德国慕尼黑正式发布。

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8月20日晚,华为在德国IFA展上正式发布了新一代移动芯片麒麟980
。麒麟980包揽6项“全球首发”,可谓是风光无限。在目前已经发布的移动芯片中,麒麟980不论是性能还是功耗控制都名列前茅。

智东西(公众号:zhidxcom)文 | Lina

1.主要特点

专门的AI硬件处理单元。麒麟970芯片最大的特征,是设立了一个专门的AI硬件处理单元—NPU(Neural
Network Processing Unit,神经元网络),用来处理海量的AI数据。

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北京时间今天晚上8点,华为消费者业务CEO余承东在德国IFA消费电子展上正式推出了新一代具备AI模块的手机芯片——麒麟980。

2.人工智能战略

麒麟970发布后,华为终端营销应该会把“AI”作为突出卖点,并且围绕AI开始构建生态。在人工智能时代,理想的状况是智能终端将变成人的助手,真正实现“知你”、“懂你”、“帮你”。这就要求人工智能技术不断演进,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。

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麒麟980到底牛在哪呢?我们通过参数信息来解读一下。

余承东说,它是全球第一款7nm手机芯片,芯片尺寸为14mm*14mm,集成了69亿个晶体管,由台积电代工。

3.规格参数

以往的手机芯片普遍是以CPU(中央处理器)/GPU(图形处理器)/DSP(数字信号处理)为核心的传统计算架构,但这种架构难以支持AI海量数据计算。为此,麒麟970中单设了一个专门的AI硬件处理单元,为CPU、GPU等架构减负,目的都是为提高应用效率和降低能耗。这道理跟当初在CPU和GPU之外,增加DSP等架构设计的初衷一样,都是为了分担主系统的计算负担。

华为麒麟970首次集成NPU采用了Hai移动计算架构,其AI性能密度大幅优于CPU和GPU。相较于四个Cortex-A73(移动处理器龙头ARM去年推出的旗舰机CPU)核心,在处理同样的AI应用任务时,麒麟970新的异构计算架构拥有大约50倍能效和25倍性能优势。这意味着,麒麟970芯片可以用更高的能效比完成AI计算任务。例如在图像识别速度上,可达到约2000张/分钟。

麒麟970创新设计了HiAI移动计算架构,利用最高能效的异构计算架构来最大发挥CPU/GPU/ISP/DSP/NPU的性能,同时首次集成NPU专用硬件处理单元,其加速性能和能效比大幅优于CPU和GPU。

一个系统级的手机芯片主要包括CPU/GPU/DSP/ISP,以及基带芯片等诸多部件。这次麒麟970依然内置了八核CPU,与上一代麒麟960相比没有任何变化。在GPU上,麒麟970则用上了ARM在2017年5月刚刚发布的Mali-G72架构,性能较Mali-G71有所提升,此外,在核心数上,麒麟970的GPU也从麒麟960的8核增加到了12核。

在基带芯片上,华为发挥了自己作为通信设备厂商的优势。麒麟970直接大跨步支持LTE(4G)Cat.18(网速等级),最高下载速度可达了1.2Gbps。尽管在CPU和GPU没有特别大的惊喜,但由于麒麟970采用10纳米制程,也会提升整体性能。余承东表示,麒麟970的能耗比提升了20%。

制程上,麒麟970用上了台积电(TSMC)最新的10纳米工艺,这应该是继苹果A10X、联发科Helio
X30之后,第三款采用台积电10纳米制程的移动SoC。通常来说,在芯片晶体管数量相同的情况下,更先进的制程可以降低芯片的核心面积,有助于降低成本,并且更加有效地控制发热。

不过有趣的是,麒麟970的核心面积并没有因为制程的进步而缩小,反而比麒麟960还要略大,这是因为麒麟970集成了高达55亿个晶体管,比麒麟960多出了15亿。55亿个晶体管是什么概念呢?大家可以参考几个数字。Intel在2014年发布的拥有18个核心的至强E5
CPU,也才内置了55.6亿个晶体管。在更具对比价值的移动SoC中,以”对料”著称的苹果A10拥有33亿个晶体管,高通骁龙835拥有31亿个。需要说明的是,虽然晶体管数量对性能有一定的影响,并且通常是越多越好,但在芯片工艺、架构不同的情况下,我们是无法简单地用晶体管数量来判断性能的,尤其是在内部部件众多的移动SoC。

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4.性能对比

信息显示,麒麟970单核跑分为1900分,多核跑分6209分,属于当前旗舰芯片水平。测试的华为Mate
10设备内置6GB运存,八核处理器主频为1.84GHz,并已搭载最新的Android
8.0系统。相比,骁龙835处理器单核跑分为1900分左右,多核跑分在6500分左右,三星Exons
8895单核跑分约为2100,多核跑分约为7100,这说明麒麟970的性能跟骁龙835和三星Exynos8895已基本处于同一水平。至于今年的苹果A11六核处理器,性能则异常残暴,单核约为4200,多核过万,远超对手。

从上面这个表格可以看出,麒麟980相比麒麟970有着质的提升,各项核心参数都有较大幅度升级。性能方面,麒麟980的CPU、GPU以及NPU都焕然一新。CPU架构以及频率都提升显著,理论性能更强。麒麟970采用的是10nm制程工艺,麒麟980则升级到了最新的7nm制程。

相比前一代产品麒麟970,麒麟980在制程、性能、功耗、以及AI模块都有了较大幅度的升级,不过没有采用外界此前猜测的自研GPU和自研NPU模块。通过发布现场信息我们还可以看到,余承东表示麒麟980已经可以和MWC上发布的巴龙G501基带芯片匹配,属于“5G
Ready”方案。

对于普通用户来说,从搭载麒麟970的手机转到麒麟980手机最明显的感知应该是手机发热更低了,而且游戏流畅性有了大幅度提升。

麒麟980上搭载AI专用计算模块“双核NPU”,采用2超大核+2大核+4小核配置CPU,据称是全球首款基于ARM
Cortex-A76打造的CPU、同时也是全球首款基于ARM
Mali-G76打造的GPU,基带方面做到了全球第一个Cat 21。

麒麟980是首款量产的7nm制程的手机芯片,目前市面上的其他主流芯片采用的都是10m制程。制程工艺是推动芯片性能提升的一大核心要素。对于手机芯片来说,由于手机的体积小,对芯片发热较为敏感,因此目前的手机芯片TDP(热设计功耗)一般都低于5瓦。如果芯片想要提高性能,那就要通过采用更先进的制程来抵消更高的性能所带来的更高的发热。

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CPU性能安卓阵营最强

据华为方面表示,华为从2015年就开始投入7nm技术的相关研发。由于7nm芯片制造的难度巨大,这一技术几乎逼近了硅基芯片的物理极限,因此麒麟980的研发费用非常高——高达数亿美元,几十亿人民币。

麒麟980 CPU部分采用的是ARM最新推出的Cortex
A76核心,具体配置为2×A76@2.60GHz+2×A76@1.92GHz+4×A55@1.8GHz。可以看出麒麟980的CPU采用大中小核心配置,跟前代麒麟970的4大4小核心设计差别很大。那么为何此次麒麟980不直接采用4大4小核心设计呢?

而至于最受人关注的AI方面,本次麒麟980上依旧集成了寒武纪的人工智能IP模块NPU,仍旧延续上一代产品麒麟970的NPU架构,不过从上一代的单核变成了双核,性能更强大、功耗更低。

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