德國當地時間9月2日下午1點，華為在柏林IFA2017大展上舉辦新品發布會，正式發布了傳聞已久的新一代旗艦級芯片——麒麟970，同時這也是全球首款内置神經元網絡單元（NPU）的人工智能處理器。

台積電10nm工藝加持，性能大幅提升

根據資料顯示，麒麟970采用了台積電10nm工藝，面積約100平方毫米，其中集成了55億個晶體管，作為對比，此前的骁龍835是31億顆，蘋果A10則是33億顆，足見麒麟970的複雜度更高。

根據此前ARM的資料顯示，基于Bifrost架構的Mali-G72實現了多種創新，相比上一代的Mali-G71，性能提升了40%、能效提升25%、每平方毫米的芯片面積效能提升20%，同時機器學習效率提升17%。

具體到麒麟970的GPU（Mali-G72 MP12）性能上，比麒麟960（Mali-G71 MP8）提升了20％，能效比提升50％。

在視頻編解碼方面，麒麟970開始首次支持HDR10，支持4K@60fps視頻解碼以及4K@30fps視頻編碼。

集成NPU人工智能芯片

在麒麟970發布之前，華為就曾多次為其造勢，稱之為“人工智能處理器”。确實此次發布的麒麟970也集成了NPU（Neural-Network Processing Unit）即神經網絡處理器。

從技術角度看，深度學習實際上是一類多層大規模人工神經網絡。它模仿生物神經網絡而構建，由若幹人工神經元結點互聯而成。神經元之間通過突觸兩兩連接，突觸記錄了神經元間聯系的權值強弱。每個神經元可抽象為一個激勵函數，該函數的輸入由與其相連的神經元的輸出以及連接神經元的突觸共同決定。為了表達特定的知識，使用者通常需要（通過某些特定的算法）調整人工神經網絡中突觸的取值、網絡的拓撲結構等。該過程稱為“學習”。在學習之後，人工神經網絡可通過習得的知識來解決特定的問題。

由于神經網絡計算的類型和計算量與傳統計算的區别，導緻在進行神經網絡計算的時候，傳統CPU、DSP甚至GPU都有算力、性能、能效等方面的不足，所以激發了專為神經網絡計算而設計NPU的需求。

我們的手機芯片目前有CPU、GPU、DSP都可以做運算，但是根據高通是數據顯示，同樣的一個算法在GPU上速度要比CPU快4倍，如果在DSP上則要比CPU快8倍。在能效方面，GPU運算要比CPU節省8倍，DSP則可節省25倍。但是，如果集成專用的NPU來做神經網絡運算則能效會更高。

根據此前寒武紀團隊公布的數據來看，其 “寒武紀一号”（代号DianNao，為單核處理器，主頻為0.98GHz，峰值性能達每秒4520億次神經網絡基本運算，65nm工藝下功耗為0.485W，面積3.02平方毫米）平均性能已超過主流CPU核的100倍，但是面積和功耗僅為1/10，效能提升可達三個數量級；與主流GPU相比性能相當，但是面積和功耗僅為其百分之一。

根華為介紹，麒麟970集成的NPU專用硬件處理單元，設計了HiAI移動計算架構，其AI性能密度大幅優于CPU和GPU。相較于四個Cortex-A73核心，處理相同AI任務，新的異構計算架構擁有約50倍能效，以及25倍性能優勢，面積隻有CPU的1/2，運算能力達到了1.92T FP16 OPS，圖像識别速度可達到約2000張/分鐘。

根據華為公布的數據顯示，識别同樣的200張照片，CPU需要120秒，而其NPU隻需6秒，速度達到了CPU的20倍。并且其NPU識别1000張照片僅消耗0.19%電量。

同時華為宣布将把麒麟作為人工智能移動計算平台開放給更多的開發者和合作夥伴，讓開發者利用麒麟970的強大AI算力，開發出更具想象力和全新體驗的應用。可以看到，麒麟人工智能移動計算平台除了支持caff、coffe2，還包含了對Google TensorFlow等神經網絡和模型框架的支持。

基帶突飛猛進：支持1.2Gbps

雖說很多手機CPU都是拿的ARM的内核來做，但是要把它們整合優化好并不是一件容易的事。而如果要自己來做手機通訊基帶芯片的話，則更是難上加難。因為這塊的技術壁壘、專利限制和資金投入需求更大。

早在2009年10月，華為推出了業界首款支持TD-LTE的多模終端芯片“Balong 700”。

2012年巴塞羅那MWC大會上，華為發布業界首款支持LTE Cat.4的多模LTE終端芯片Balong 710，下行速率達到150Mbps，并整合在麒麟910系列處理器中。

2014年華為又推出麒麟920，整合基帶Balong 720，全球率先支持Cat.6 300Mbps。此後的麒麟950也依然沿用的是Balong 720。

2015年，華為展示了Balong 750，全球範圍内第一個支持了LTE Cat.12、Cat.13 UL網絡标準，理論下載速率高達600Mbps，而上傳也達到了150Mbps，與高通的骁龍X12相當。去年發布的麒麟960搭載的正是這款基帶，同時還告别祖傳的55NM外挂基帶，真正實現了則全網通（開始支持CDMA）。

而此次發布的麒麟970則更是令人意外，其基帶可以支持LTE Cat.18（4.5G，Pre 5G)，支持3CC CA，4×4 MIMO以及256QAM，能夠将數據的傳輸效率最大化，超過了高通去年推出的千兆級基帶芯片骁龍X16，達到了與高通最新發布的骁龍X20一樣的1.2Gbps的下載速率。而且還會在高通骁龍X20之前商用。

此外麒麟970還支持雙卡雙4G雙VoLTE，并内建TEE和inSE安全引擎，擁有更高的安全性。

自主雙ISP

手機拍照性能是近兩年華為手機的主打功能。而要想拍出好的照片，不僅要有好的鏡頭，還需要強大的ISP（圖像信号處理）。

衆所周知，CPU負責處理通用邏輯數據，GPU則負責處理圖像方面的多媒體數據，ISP則是負責處理拍照模組反饋的信息，也是另一顆重要的處理器。當相機打開快門的瞬間，光線透過鏡頭、光圈之後，折射并傳遞到攝像頭感光元件（CMOS）上，産生光電效應，這個時候CMOS傳感器就會将這些數據傳遞到ISP進行處理，最終将電信号轉化為肉眼可見的數碼相片，顯示在屏幕上。整個過程中，ISP起到關鍵作用，不僅僅需要準确還原CMOS上得到的數據，還要對部分有瑕疵和損壞的數據（例如噪點、亮度衰減、膚色蒼白）進行算法優化。

麒麟970相比原來的麒麟960的單ISP，升級成了華為自主設計的雙ISP。雙核ISP架構相比單核ISP也有明顯的優勢。兩個ISP核心可分工合作，一個用來負責實時預覽，也就是我們看到屏幕的取景畫面，另一個負責拍照。如果單ISP就需要同時負責預覽和拍照，則反應速度會下降，功耗也會提升。

根據華為公布的數據顯示，新的雙IPS可以帶來更快的響應速度，數據吞吐量提升25%，相應時間提升15%；快速對焦，支持四種混合對焦模式；支持運動檢測，實時識别運動速度并對焦拍攝，同時支持人臉追焦技術；支持增強降噪及低光增強，可以使夜景拍攝效果更自然通透。

小結：

通過前面的關于麒麟970的四大主要提升的介紹，我們不難看出，麒麟970相比上一代的麒麟960确實有很大的提升。不論是CPU性能、GPU性能還是功耗方面都有了不小的提升。特别是基帶方面的提升，确實稱得上是突飛猛進，1.2Gbps的下行速率不僅追平了高通最新發布的骁龍X20以及7月底曝光的三星最新的基帶，成為了全球第三款支持1.2Gbps下行速率的芯片，而且麒麟970還将搶先于高通、三星之前率先實現商用。這也意味着華為首次在基帶技術上追上了高通。

華為宣布10月16日在德國慕尼黑将召開新品發布會，Mate 10、Mate 10 Pro将作為麒麟970的首發機型登場。

更為令人興奮的是，麒麟970還集成了NPU，成為了全球首款人工智能處理器，當然雖說初期這其中會有些噱頭，但是相信随着後續更多應用的接入，對于智能手機用戶來說，還是會帶來實際體驗的大幅提升。

目前智能手機是全球數量最為龐大也是用戶最多的智能終端産品，同時也是人們每天使用最為頻繁的智能設備，強大的感知能力和人工智能加入将會使得智能手機成為人們的得力“助手”。毫無疑問，在智能手機的端上部署人工智能已是大勢所趨。這一次，華為走在了前面。

作者：芯智訊-浪客劍

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