華爲(wéi / wèi)麒麟 970 國(guó)内發布，這(zhè)些 AI 應用是(shì)否會變革智能手機？

9 月 25 日上(shàng)午，華爲(wéi / wèi)在(zài)北京召開了(le／liǎo)麒麟 970 的(de)媒體溝通會，這(zhè)也(yě)是(shì)麒麟 970 在(zài)國(guó)内的(de)首次亮相。和(hé / huò)本月初在(zài)德國(guó) IFA 電子(zǐ)展的(de)首秀相比，在(zài)這(zhè)一(yī / yì ／yí)次的(de)國(guó)内溝通會上(shàng)，華爲(wéi / wèi)公布了(le／liǎo)麒麟 970 更多的(de)技術細節和(hé / huò)具體應用。

作爲(wéi / wèi)一(yī / yì ／yí)款爲(wéi / wèi)手機設計的(de)系統級芯片（System On Chip，即 SoC），麒麟 970 自然包含了(le／liǎo)常規的(de)手機 SoC 該有的(de)部件，比如 CPU、GPU、ISP、DSP、通訊基帶，但和(hé / huò)同類産品相比，麒麟 970 又多了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)個(gè)所有同類産品都沒有的(de)東西——一(yī / yì ／yí)顆爲(wéi / wèi)人(rén)工智能運算專門設計的(de) NPU。

下面我們就(jiù) SoC 的(de)各個(gè)部件出(chū)發，全面地(dì / de)了(le／liǎo)解一(yī / yì ／yí)下麒麟 970。

CPU、GPU：重點是(shì)降功耗

CPU 方面，麒麟 970 的(de)參數相比麒麟 960 基本沒有任何變化，依然是(shì) 8 顆核心，其中 4 顆爲(wéi / wèi)高性能的(de) ARM 公版 A73 架構，最高主頻 2.4GHz（麒麟 960 是(shì) 2.36GHz），4 顆位低功耗的(de) ARM 公版 A53 架構，最高主頻 1.8GHz（麒麟 960 是(shì) 1.84GHz）。有些遺憾的(de)是(shì)，麒麟 970 并沒有用上(shàng) ARM 在(zài)今年 5 月發布的(de)新一(yī / yì ／yí)代 Cortex-A75、Cortex-A55 架構以(yǐ)及爲(wéi / wèi) AI 相關運算優化的(de) DynamiIQ 設計（麒麟 970 選擇了(le／liǎo)另一(yī / yì ／yí)種方法來(lái)提高 AI 運算）。當然了(le／liǎo)，考慮到(dào) A75 和(hé / huò) A55 的(de)發布時(shí)間、設計的(de)複雜程度，麒麟 970 沒用上(shàng)也(yě)是(shì)可以(yǐ)理解的(de)。

華爲(wéi / wèi)表示，表示麒麟 970 的(de)能耗比提升了(le／liǎo) 20%（主要(yào / yāo)得益于(yú)全新的(de) 10 納米制程），至于(yú)實際的(de)性能表現，不(bù)出(chū)意外的(de)話，麒麟 970 應該和(hé / huò)麒麟 960 處于(yú)同一(yī / yì ／yí)段位，不(bù)會有非常明顯的(de)提升。當然，橫向來(lái)看的(de)話，麒麟 970 的(de) CPU 性能沒提升其實不(bù)是(shì)什麽大(dà)問題。從 GeekBench 4 等跑分軟件的(de)得分上(shàng)看，麒麟 960 的(de)分數和(hé / huò)高通骁龍 835、三星 Exynos 8895 基本處于(yú)同一(yī / yì ／yí)水準，明顯強于(yú)聯發科 Helio X30。因此，即使麒麟 970 的(de) CPU 性能不(bù)變，也(yě)依然是(shì) Android 陣營裏移動 SoC 的(de)頂級水準，隻是(shì)不(bù)再像麒麟 960 發布時(shí)那麽領先。

相比起 CPU 上(shàng)的(de)保守，麒麟 970 在(zài) GPU 上(shàng)的(de)「誠意」要(yào / yāo)顯得更足一(yī / yì ／yí)些。

首先，麒麟 970 則用上(shàng)了(le／liǎo) ARM 在(zài)今年 5 月剛剛發布的(de) Mali-G72 架構，理論性能相比麒麟 960 上(shàng)的(de) Mali-G71 有所提升（ARM 的(de)官方說(shuō)法是(shì)相比 G71 性能提高 20%，功耗比提升 25%）。此外，在(zài)核心數上(shàng)，麒麟 970 的(de) GPU 也(yě)從麒麟 960 的(de) 8 核增加到(dào)了(le／liǎo) 12 核。

華爲(wéi / wèi)表示，相比起麒麟 960，麒麟 970 的(de)性能有 20% 的(de)提升，并且能效比提升了(le／liǎo) 50%。照理說(shuō)，由于(yú)麒麟 970 的(de) GPU 核心架構比麒麟 960 更先進，核心數還多了(le／liǎo) 50%，并且制程更先進，GPU 性能提升的(de)幅度應該遠不(bù)止 20%。之(zhī)所以(yǐ)出(chū)現這(zhè)種情況，很可能是(shì)華爲(wéi / wèi)将麒麟 970 的(de) GPU 主頻壓得比較低，從而(ér)更好地(dì / de)降低功耗（于(yú)是(shì)就(jiù)有了(le／liǎo)提升幅度高達 50% 的(de)能效比）。

實際的(de)表現也(yě)印證了(le／liǎo)我們的(de)猜測，根據現場的(de)介紹，麒麟 970 的(de) Mali-G72 最高主頻爲(wéi / wèi) 700MHz，相比麒麟 960 的(de) 900MHz（部分場景下會飙到(dào) 1000MHz 左右）有明顯的(de)下降，這(zhè)種「多核 + 低頻」的(de)策略讓麒麟 970 在(zài)性能有一(yī / yì ／yí)定提升的(de)同時(shí)，功耗得以(yǐ)大(dà)幅度降低。

通訊基帶：比「千兆 LTE」更快

作爲(wéi / wèi)一(yī / yì ／yí)家通訊行業有着多年積累的(de)公司，華爲(wéi / wèi)海思在(zài)通訊基帶上(shàng)有着深厚的(de)「家底」，特别是(shì)去年的(de)麒麟 960，直接在(zài) SoC 中集成了(le／liǎo)支持 LTE Cat.12/13 的(de) Balong 750 基帶（最大(dà)下行速度 600Mbps，上(shàng)行 150Mbps），并且支持 CDMA 網絡，絲毫不(bù)遜色同期的(de)高通骁龍 820、821。

在(zài)麒麟 970 上(shàng)，華爲(wéi / wèi)海思更進一(yī / yì ／yí)步，直接大(dà)跨步到(dào)了(le／liǎo)下行 LTE Cat.18（上(shàng)行最高 Cat.13），最高下載速度飙到(dào)了(le／liǎo) 1.2Gbps，也(yě)就(jiù)是(shì)比之(zhī)前業界最快、骁龍 835 和(hé / huò) Exynos 8895「千兆 LTE」還要(yào / yāo)再快上(shàng) 200Mbps。

麒麟 970 還終于(yú)支持了(le／liǎo)在(zài)同時(shí)使用兩張 SIM 卡時(shí)，主副卡同時(shí)用 4G（上(shàng)一(yī / yì ／yí)代麒麟 960 的(de)副卡隻能支持 3G），任意一(yī / yì ／yí)張卡都可以(yǐ)使用 VoLTE 通話。此外，麒麟 970 還特别針對高鐵時(shí)的(de)使用做了(le／liǎo)優化，信号更穩定，減少掉線。

不(bù)過話還是(shì)要(yào / yāo)說(shuō)回來(lái)，雖然麒麟 970 的(de)通訊基帶的(de)确是(shì)厲害，但和(hé / huò)骁龍 835、Exynos 8895 等支持千兆 LTE 的(de) SoC 一(yī / yì ／yí)樣，普通用戶想要(yào / yāo)真正體驗到(dào)這(zhè)種超高速 LTE 網絡，還得過上(shàng)相當一(yī / yì ／yí)段時(shí)間。

ISP、DSP、Codec、協處理器

ISP 的(de)全稱是(shì) Image Signal Processor（圖像信号處理器），主要(yào / yāo)功能是(shì)處理相機傳感器中收集到(dào)的(de)數據。

麒麟 970 的(de) ISP 主要(yào / yāo)是(shì)一(yī / yì ／yí)些「常規升級」，依然是(shì)雙核設計，擁有更快的(de)速度，更快地(dì / de)對焦，更優秀的(de)降噪效果，并且對運動圖像的(de)捕捉做了(le／liǎo)優化。另外，針對目前很火的(de)人(rén)像拍攝，麒麟 970 的(de) ISP 進行針對性的(de)優化，可以(yǐ)根據不(bù)同膚色、帽子(zǐ)、眼睛、口罩、遮擋、側臉等多種複雜的(de)人(rén)臉場景進行優化，改善了(le／liǎo)人(rén)像的(de)拍照效果。

在(zài) DSP、配套 Codec 等方面，麒麟 970 也(yě)有所提升，其中配套的(de)音頻 Codec 可以(yǐ)支持 32bit/384k 的(de)音頻解碼，過去幾代華爲(wéi / wèi)高端機（Mate、P 系列）上(shàng)表現乏善可陳的(de)内放音質，有望在(zài)麒麟 970 這(zhè)代産品上(shàng)獲得明顯的(de)提升，當然前提是(shì) Mate 10 和(hé / huò) P11 系列還能保留 3.5 毫米耳機插孔。

另外，麒麟 970 依然搭載了(le／liǎo) i7 協處理器（和(hé / huò)牙膏廠的(de) i7 沒啥關系），而(ér) inSE（integrated secure element）和(hé / huò) TEE 安全引擎，在(zài)麒麟 970 上(shàng)也(yě)都在(zài)。

在(zài)總線架構上(shàng)，不(bù)出(chū)意外的(de)話，麒麟 970 采用的(de)應該是(shì)和(hé / huò) 960 相同的(de) CCI-550。

10 納米制程，比骁龍 835 還多的(de) 55 億個(gè)晶體管

制程上(shàng)，不(bù)出(chū)意外，麒麟 970 用上(shàng)了(le／liǎo)台積電（TSMC）最新的(de) 10 納米工藝，這(zhè)應該是(shì)繼蘋果 A10X、聯發科 Helio X30 之(zhī)後，第三款采用台積電 10 納米制程的(de)移動 SoC。

通常來(lái)說(shuō)，在(zài)芯片晶體管數量相同的(de)情況下，更先進的(de)制程可以(yǐ)降低芯片的(de)核心面積，有助于(yú)降低成本，并且更加有效地(dì / de)控制發熱和(hé / huò)功耗。根據華爲(wéi / wèi)提供的(de)數據，台積電的(de) 10 納米制程可以(yǐ)降低 20% 的(de)能耗，将芯片核心面積縮小 40%。

不(bù)過有趣的(de)是(shì)，麒麟 970 的(de)核心面積并沒有因爲(wéi / wèi)制程的(de)進步而(ér)縮小，反而(ér)比麒麟 960 還要(yào / yāo)略大(dà)，這(zhè)是(shì)因爲(wéi / wèi)麒麟 970 集成了(le／liǎo)高達 55 億個(gè)晶體管，比麒麟 960 多出(chū)了(le／liǎo) 15 億。作爲(wéi / wèi)對比，蘋果的(de) A11 Bionic 芯片有 43 億個(gè)晶體管，高通骁龍 835 有 31 億個(gè)。

需要(yào / yāo)說(shuō)明的(de)是(shì)，雖然晶體管數量對性能有一(yī / yì ／yí)定的(de)影響，并且通常是(shì)越多越好，但在(zài)内部部件衆多的(de)、各家産品架構甚至内部組件都不(bù)太一(yī / yì ／yí)樣（比如 A11 Bionic 沒有集成通訊基帶和(hé / huò)專門的(de) NPU）的(de)移動 SoC 中，我們是(shì)無法簡單地(dì / de)用晶體管數量來(lái)判斷性能的(de)。

NPU：首款内置在(zài)手機 SoC 中的(de)人(rén)工智能芯片

終于(yú)到(dào)了(le／liǎo)麒麟 970 最特别的(de)部分——NPU。

NPU 的(de)全稱是(shì) Neural-network Processing Unit，也(yě)就(jiù)是(shì)神經網絡處理單元。關于(yú)這(zhè)顆 NPU 的(de)功能，大(dà)家可以(yǐ)簡單理解爲(wéi / wèi)專門高效地(dì / de)進行 AI 相關計算定制的(de)處理器，就(jiù)像 GPU 之(zhī)于(yú)圖形處理相關的(de)計算，ISP 之(zhī)于(yú)成像相關的(de)計算。

傳統的(de) CPU（包括 x86 和(hé / huò) ARM）和(hé / huò) GPU 也(yě)是(shì)可以(yǐ)用來(lái)做深度學習計算的(de)，但由于(yú)它們本身并不(bù)是(shì)專門爲(wéi / wèi)深度學習定制的(de)，效率并不(bù)高。而(ér)麒麟 970 的(de)這(zhè)顆 NPU 采用了(le／liǎo)來(lái)自寒武紀（Cambricon）的(de) IP，專門爲(wéi / wèi)深度學習而(ér)定制，FP16 性能達到(dào)了(le／liǎo) 1.92 TFLOP，差不(bù)多是(shì)麒麟 960 的(de) 3 倍（0.6 TFLOP 左右）。

在(zài)月初德國(guó)柏林的(de)發布會上(shàng)，餘承東展示了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)張在(zài)進行 AI 運算時(shí)，NPU 和(hé / huò) CPU、GPU 的(de)對比。

可以(yǐ)看到(dào)，性能上(shàng)，NPU 是(shì) CPU 的(de) 25 倍，GPU 的(de) 6.25 倍（25/4），能效比上(shàng)，NPU 更是(shì)達到(dào)了(le／liǎo) CPU 的(de) 50 倍，GPU 的(de) 6.25 倍（50/8）。

在(zài)這(zhè)個(gè) NPU 的(de)基礎上(shàng)，華爲(wéi / wèi)打造了(le／liǎo) HiAI 移動計算架構，大(dà)緻的(de)原理是(shì)通過一(yī / yì ／yí)個(gè)統一(yī / yì ／yí)的(de)資源管理器，充分調用 CPU、GPU、ISP、DSP、NPU 等部分，app 開發者可以(yǐ)通過使用這(zhè)個(gè)架構，提高 app 中和(hé / huò) AI 相關的(de)應用的(de)處理效率（官方數據是(shì) 25 倍的(de)性能，50 倍的(de)能效優勢）。

在(zài)現場的(de)演示中，華爲(wéi / wèi)展示了(le／liǎo)在(zài)進行照片識别時(shí)，麒麟 970 相比其他(tā)旗艦機具備明顯的(de)優勢。

根據華爲(wéi / wèi)提供的(de)數據，在(zài)包括 NPU 在(zài)内的(de) HiAI 架構的(de)加持下，麒麟 970 每分鍾可以(yǐ)識别約 2000 張，iPhone 8 Plus 可以(yǐ)識别 889 張，iPhone 7 Plus 爲(wéi / wèi) 487 張，三星 Galaxy S8 隻有 95 張（注：測試過程中，iPhone 應該是(shì)調用了(le／liǎo) GPU，三星 S8 應該隻是(shì)在(zài)用骁龍 835 的(de) CPU 在(zài)跑）。

除了(le／liǎo)單純在(zài)術層面的(de)「秀肌肉」，發布會上(shàng)，華爲(wéi / wèi)還展示了(le／liǎo)麒麟 970 的(de) AI 能力在(zài)日常生活中的(de)實際應用，具體有下面幾個(gè)。

第一(yī / yì ／yí)個(gè)功能叫做「慧眼」。麒麟 970 可以(yǐ)脫離網絡限制，直接在(zài)本地(dì / de)對物體進行精确地(dì / de)識别，現場的(de)展示中，華爲(wéi / wèi)把葡萄、蘋果等物體擺在(zài)搭載麒麟 970 的(de)原型機之(zhī)前，手機可以(yǐ)準确地(dì / de)完成識别，并根據識别結果計算出(chū)對應的(de)卡路裏。

第二個(gè)是(shì) AI 降噪。大(dà)緻的(de)原理是(shì)通過深度學習算法，從而(ér)更有效地(dì / de)過濾周圍環境的(de)噪音。這(zhè)個(gè)功能最适合的(de)使用場景之(zhī)一(yī / yì ／yí)就(jiù)是(shì)在(zài)車内等嘈雜的(de)環境中進行語音喚醒，華爲(wéi / wèi)表示，搭載麒麟 970 的(de)手機（應該就(jiù)是(shì) Mate 10 和(hé / huò) Mate 10 Pro 了(le／liǎo)）在(zài)車載場景下的(de)語音識别率可以(yǐ)從 80% 提升到(dào) 92%。

第三個(gè)功能是(shì) AI 美顔。這(zhè)個(gè)功能和(hé / huò)之(zhī)前美圖在(zài)部分手機上(shàng)的(de)美顔技術類似，都是(shì)自動檢測人(rén)臉并根據機内算法進行美顔，不(bù)過有了(le／liǎo)麒麟 970 相關的(de) AI 優化，可以(yǐ)把這(zhè)個(gè)美顔過程做得更加快速和(hé / huò)精确。

第四個(gè)功能是(shì)智能自動回複及情緒識别。麒麟 970 能夠對文本的(de)内容進行提取，并根據文本内容智能地(dì / de)進行回複和(hé / huò)提醒，比如說(shuō)聊天中輸入文字「今天發工資了(le／liǎo)」，手機可以(yǐ)自動聯想出(chū)開心的(de)表情，輸入「敦刻爾克」，手機可以(yǐ)自動推薦附近影院的(de)觀影信息。類似的(de)功能華爲(wéi / wèi)在(zài)榮耀 Magic 上(shàng)就(jiù)已經嘗試過，在(zài)麒麟 970 的(de)硬件平台下，理論上(shàng)可以(yǐ)做得更加快速和(hé / huò)智能。

AI 加持的(de)手機 SoC

對于(yú)喜歡折騰手機的(de)用戶來(lái)說(shuō)，手機 SoC 的(de)性能可能永遠都沒有「過剩」的(de)那一(yī / yì ／yí)天，不(bù)過對于(yú)更多的(de)「普通用戶」來(lái)說(shuō)，随着過去幾年裏 SoC 整體性能的(de)不(bù)斷提升，新款 SoC 在(zài)性能上(shàng)帶來(lái)的(de)體驗加成正在(zài)變得越來(lái)越小。在(zài) 5G 時(shí)代到(dào)來(lái)之(zhī)前，在(zài)移動 VR 和(hé / huò) AR 應用取得突破之(zhī)前，這(zhè)種情況很可能會一(yī / yì ／yí)直持續下去。

在(zài)這(zhè)個(gè)背景下，今年的(de)各大(dà)芯片廠商紛紛把注意力投向了(le／liǎo) AI。

除了(le／liǎo)額外增加一(yī / yì ／yí)顆專門爲(wéi / wèi) AI 相關運算定制的(de)芯片（NPU）、讓手機本身具備更好的(de) AI 處理能力的(de)華爲(wéi / wèi)海思，蘋果在(zài) A11 Bionic（中文名爲(wéi / wèi)「A11 仿生」）上(shàng)，也(yě)重點強調了(le／liǎo)「每秒運算次數最高可達 6000 億次的(de)神經網絡引擎」。在(zài)這(zhè)之(zhī)前，今年 5 月，ARM 在(zài)發布新一(yī / yì ／yí)代 CPU 架構 Cortex-A75 和(hé / huò) A55 時(shí)，重點強調了(le／liǎo)提高 AI 運算能力的(de) DynamIQ 設計。今年 7 月，高通開放了(le／liǎo)自家的(de)神經處理引擎（Neural Processing Engine，NPE）的(de) SDK，幫助開發者使用骁龍 SoC 進行 AI 相關的(de)運算。在(zài) AI 席卷整個(gè)科技圈的(de)浪潮中，以(yǐ)麒麟 970 爲(wéi / wèi)代表的(de)手機 SoC 在(zài) AI 上(shàng)的(de)探索隻是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)開始。

當然，相比起這(zhè)些技術和(hé / huò)概念，用戶更關心的(de)可能是(shì) AI 究竟能給智能手機體驗帶來(lái)多少變化，而(ér)對于(yú)麒麟 970 來(lái)說(shuō)，我們需要(yào / yāo)等待的(de)是(shì)即将在(zài) 10 月 16 日發布的(de)華爲(wéi / wèi) Mate 10 系列手機。

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