最强“国产芯”华为麒麟970发布，搭载NPU的好处有这些

shuszhao · 发表于 2017-10-25 16:47:18

图为华为消费者业务CEO余承东进行以“终端智能”为主题的演讲
在麒麟970芯片上，总计包含55亿晶体管（骁龙835是31亿颗，苹果A10是33亿颗），面积约100平方毫米（骁龙835约为153平方毫米）。

CPU以及GPU重点是降功耗

如果你是一个非常看重手机 SoC 的 CPU、GPU 极限表现的‘性能党’，麒麟 970 可能不会让你太兴奋。
CPU方面，麒麟970最大的改变是，由之前台积电的16nm工艺直接提升到了10nm，这也看出了华为想要与竞争对手一比高下的决心，毕竟无论是高通骁龙835，还是联发科X30处理器都已经采用了10nm的制作工艺。

核心配置上，麒麟970与麒麟960基本相同，进行了小小的提升。采用4Cortex-A73+4Cortex-A53的公版大小核设计，其中A73大核主频为2.4GHz（麒麟 960 是 2.36GHz），A53小核主频为1.8GHz（麒麟 960 是 1.84GHz）。
在发布会上，余承东并没有透露上述麒麟 970 CPU 性能相比 960 的变化，只表示麒麟 970 的能耗比提升了 20%（主要得益于全新的 10 纳米工艺）。至于实际的性能表现，不出意外的话，麒麟 970 应该和麒麟 960 处于同一段位，不会有非常明显的提升。
麒麟 970 并没有用上 ARM 在今年 5 月发布的新一代 Cortex-A75、Cortex-A55 架构以及为 AI 相关运算优化的 DynamiIQ 设计。当然了，考虑到 A75 和 A55 的发布时间、设计的复杂程度，麒麟 970 没用上也是可以理解的。
当然，横向来看的话，麒麟 970 的 CPU 性能没提升其实不是什么大问题。从 GeekBench 4 等跑分软件的得分上看，麒麟 960 的分数和高通骁龙 835、三星 Exynos 8895 基本处于同一水准，明显强于联发科 Helio X30。因此，即使麒麟 970 的 CPU 性能不变，也依然是 Android 阵营里移动 SoC 的顶级水准，只是不再像麒麟 960 发布时那么领先。

GPU上麒麟970提升的诚意更足些，用上了ARM今年5月刚发布的Mali-G72 MP12，ARM 的官方说法是相比 G71 性能提高 20%，功耗比提升 25%。在视频方面首次支持HDR10，支持4K@60fps视频解码，4K@30fps视频编码。相机双ISP，支持人工智能场景识别、人脸追焦、智能运动场景检测，夜拍效果增强。
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。
实际性能上，余承东表示，相比起麒麟 960，麒麟 970 的性能有 20% 的提升，并且能效比提升了 50%。
照理说，由于麒麟 970 的 GPU 核心架构比麒麟 960 更先进，核心数还多了 50%，并且工艺更先进，GPU 性能提升的幅度应该远不止 20%。之所以出现这种情况，很可能是华为将麒麟 970 的 GPU 主频压得比较低，从而更好地降低功耗（于是就有了提升幅度高达 50% 的能效比）。不出意外，麒麟 960 上出现的 GPU‘满血跑’时功耗感人的情况，麒麟 970 上不会再出现。

基带支持4.5G，比“千兆LTE”更快

作为一家通讯行业有着多年积累的公司，华为海思基带方面一直是杀手锏，麒麟970也进行了较大提升，支持LTE Cat18，最高下载速度达到1.2Gbps（4x4 MIMO，3CC CA，256QAM），要知道骁龙835号称千兆LTE的最高下载速度为1Gbps。

麒麟 970 还终于支持了在同时使用两张 SIM 卡时，主副卡同时用 4G（上一代麒麟 960 的副卡只能支持 3G）。此外，麒麟 970 还特别针对高铁时的使用做了优化，信号更稳定，减少掉线。
不过话还是要说回来，虽然麒麟 970 的通讯基带的确是厉害，但和骁龙 835、Exynos 8895 等支持千兆 LTE 的 SoC 一样，普通用户想要真正体验到这种超高速 LTE 网络，还得过上相当一段时间。
一方面，超高速 LTE 网络需要运营商的支持，虽然目前全球不少运营商（包括中国联通）已经开始了千兆级 LTE 的测试，但距离大规模商用还仍需时日。另一方面，在手机端，除了需要 SoC 自身的基带支持，如果要支持千兆级的 LTE，手机厂商还必须在手机的天线设计上投入额外的精力，以搭载骁龙 835 的手机为例，在目前上市的众多骁龙 835 手机中，真正能支持到千兆 LTE 的只有三星 Galaxy S8、HTC U11 等少数国际品牌机型的部分型号。

ISP、DSP、Codec、协处理器

麒麟 970 的 ISP 主要是一些‘常规升级’，依然是双核设计，拥有更快的速度，更快地对焦，更优秀的降噪效果，并且对运动图像的捕捉做了优化。

在 DSP、配套 Codec 等方面，麒麟 970 也有所提升，其中配套的音频 Codec 可以支持 32bit/384k 的音频解码，过去几代华为高端机（Mate、P 系列）上表现乏善可陈的内放音质，有望在麒麟 970 这代产品上获得明显的提升，当然前提是 Mate 10 和 P11 系列还能保留 3.5 毫米耳机插孔。
另外，麒麟 970 依然搭载了 i7 协处理器，而 inSE（integrated secure element）和 TEE 安全引擎，在麒麟 970 上也都在。
在总线架构上，不出意外的话，麒麟 970 采用的应该是和 960 相同的 CCI-550。
在发布会上，余承东也表示，台积电的 10 纳米工艺可以降低 20% 的能耗，将芯片核心面积缩小 40%。　　不过有趣的是，麒麟 970 的核心面积并没有因为工艺的进步而缩小，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‘堆料’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 中。

人工智能芯片NPU秒杀苹果三星

最特别的部分，麒麟970也是全球首款内置神经元网络单元（Neural-network Processing Unit，NPU）的人工智能处理器，NPU运算能力达到1.92TFP16 OPS。内部测试显示，这种性能允许麒麟970每分钟处理2005张图像，而在没有NPU的情况下每分钟只能处理97张图像。

关于这颗 NPU 的功能，大家可以简单理解为专门高效地进行 AI 相关计算定制的处理器，就像 GPU 之于图形处理相关的计算，ISP 之于成像相关的计算。从现场演示来看这种处理数据远胜三星S8以及iPhone7。
传统的 CPU（包括 x86 和 ARM）和 GPU 也是可以用来做深度学习计算的，但由于它们本身并不是专门为深度学习定制的，效率并不高。余承东表示，麒麟970在AI任务下完成比正常CPU内核快25倍的特定任务，并且能够减少50倍的功耗。同时华为也将开放其人工智能的处理平台。

从上图可以看到，性能上，NPU 是 CPU 的 25 倍，GPU 的 6.25 倍（25/4），能效比上，NPU 更是达到了 CPU 的 50 倍，GPU 的 6.25 倍（50/8）。
在华为内部的测试中，麒麟 970 的 NPU 每分钟可以识别出 2005 张照片，而不使用 NPU 的话则每分钟只能识别 97 张（这个速度应该是用 CPU 进行计算的），优势同样巨大。
至于这颗 NPU 具体能实现哪些特别的功能，我们还需要等到 Mate 10、Mate 10 Pro 上来揭晓。在发布会上，余承东提到了一些 NPU 在拍照方面的应用。
具体到拍照中，NPU 可以帮助手机更精准和快速地识别拍摄场景，让手机选择最合适的图像处理算法，在双摄背景虚化时，让手机对边缘虚化的处理更准确，还有最近很火的 AR 相机，NPU 可显著提高渲染的速度，降低功耗。　　再比如说，有了 NPU 之后，手机可以将语音和语义识别的部分工作转移到手机本地，提高语音和语义识别的表现，提高手机中语音交互应用（比如语音输入法、智能语音助手）的体验。
据此前报道，麒麟 970 的这颗 NPU 采用了来自寒武纪（Cambricon）的 IP，专门为深度学习而定制。

Mate10新机外形曝光

华为表示，麒麟970芯片预计将在10月16日发布的华为Mate10新机上首用。麒麟970的官方宣传片上也出现了一款全面屏手机的轮廓，而Mate 10极有可能将采用这样的外观设计。

今天麒麟970正式发布，且不说其具体跑分如何，至少从全球首次搭载的NPU芯片上来看，已经完胜骁龙、联发科、苹果、三星等处理器。而在这个十条手机新闻八条都是iPhone8的时候推出麒麟970芯片，也可以看出华为要做行业老大的决心。