高通芯片霸主地位或被撼动 华为抢滩AI芯片背后有哪些黑科技？

　　导语：过不了多久，手机将成为一款人工智能设备。

几乎所有国内旗舰手机的发布会，都在替高通做义工，除了华为！（未来或许还有小米），在德国慕尼黑的IFA展上，华为再次放出大招：首发搭载国产AI技术的手机芯片。

△华为消费者业务CEO余承东在德国IFA首发麒麟970

华为在德国IFA展上发布麒麟970，率先搭载人工智能的手机芯片。似乎传递给国人的印象是：华为麒麟970开始要吊打一切高通苹果三星牛鬼蛇神了。

那么这款来头甚大的的AI芯片都有哪些亮瞎眼的技能呢？

内置独立NPU的智能手机AI计算平台

据消费者业务CEO余承东介绍，这是全球首款内置独立NPU（神经网络处理器）的智能手机AI计算平台，同时，这应该也是国人拿出的首款自主研发的10nm手机SoC。

麒麟970初次选用台积电10nm工艺，集成55亿个晶体管（骁龙835是31亿颗，苹果A10是33亿颗），功耗下降20%。超高功用密度的NPU，在图像辨认速度上，可抵达约2000张/分钟。在NPU AI芯片的支持下，麒麟970在特定使命环境，比规划类似的CPU快25倍，一同功耗功率下降50倍。

△对比上一代，麒麟970芯片的性能升级明显

从功能上看，麒麟970采用8核心设计，4xA732.4GHz+4xA53 1.8GHz，搭载Mali-G72 MP12 GPU（12核心，与上一代相比，性能提升20%，能效提升50%，可以更长时间支持3D大型游戏的流畅运行），同时内置全新升级自研相机双ISP，支持人工智能场景识别、人脸追焦、智能运动场景检测，同时夜拍效果再次升级。视频方面首次支持HDR10，支持4K@60fps视频解码，4K@30fps视频编码。

麒麟970背后有哪些人工智能技术？

早在麒麟970发布之前，华为就曾多次为其造势，称之为“人工智能处理器”。确实此次发布的麒麟970也集成了NPU（Neural-Network Processing Unit）即神经网络处理器。

△华为搭载AI技术的麒麟970芯片

从技术角度看，深度学习实际上是一类多层大规模人工神经网络。它模仿生物神经网络而构建，由若干人工神经元结点互联而成。神经元之间通过突触两两连接，突触记录了神经元间联系的权值强弱。每个神经元可抽象为一个激励函数，该函数的输入由与其相连的神经元的输出以及连接神经元的突触共同决定。为了表达特定的知识，使用者通常需要（通过某些特定的算法）调整人工神经网络中突触的取值、网络的拓扑结构等。该过程称为“学习”。在学习之后，人工神经网络可通过习得的知识来解决特定的问题。

由于神经网络计算的类型和计算量与传统计算的区别，导致在进行神经网络计算的时候，传统CPU、DSP甚至GPU都有算力、性能、能效等方面的不足，所以激发了专为神经网络计算而设计NPU的需求。

目前，主流的手机芯片CPU、GPU、DSP都可以做运算，但是根据对比数据显示，同样的一个算法在GPU上速度要比CPU快4倍，如果在DSP上则要比CPU快8倍。在能效方面，GPU运算要比CPU节省8倍，DSP则可节省25倍。但是，如果集成专用的NPU来做神经网络运算则能效会更高。

根据寒武纪团队公布的数据来看，其 “寒武纪一号”（代号DianNao，为单核处理器，主频为0.98GHz，峰值性能达每秒4520亿次神经网络基本运算，65nm工艺下功耗为0.485W，面积3.02平方毫米）平均性能已超过主流CPU核的100倍，但是面积和功耗仅为1/10。

在这样的技术支持下，识别同样的200张照片，CPU需要120秒，而其NPU只需6秒，速度达到了CPU的20倍。并且其NPU识别1000张照片仅消耗0.19%电量。

△麒麟970能开启手机的人工智能时代吗？

AI算力提升几十倍的同时，麒麟970还提供了完善的多应用模式和机器学习框架的支持，让开发者可以用自己最习惯的方式使用AI算力，开发全新体验的应用。

总结：华为这次首发海思麒麟970集成了NPU，成为了全球首款人工智能处理器，虽不至于像网传的那样“秒杀高通”“吊打英特尔”，但起码给手机芯片领域一家独大的高通带来的威胁，证明了国产芯片的创新能力！虽说初期其中会有些噱头的成分，但是相信随着后续更多应用的接入，对于智能手机用户来说，还是会带来实际体验的大幅提升。

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