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揭秘华为麒麟970性能升级是其次人工智能

2018-09-18 18:25:25 | 来源: 民生评论

揭秘华为麒麟 970:性能升级是其次人工智能才是绝招

北京时间 9 月 2 日晚上,华为消费者业务 CEO余承东在德国的 IFA电子展的官方论坛上做了主题演讲,正式发布了华为的新一代移动计算芯片麒麟 970。

作为一款为设计的系统级芯片(System On Chip,即 SoC),麒麟 970 包含了所有同类产品该有的部件,比如 CPU、GPU、ISP、DSP、通讯基带,但麒麟 970 又多了一个所有同类产品都没有的东西一颗为人工智能运算专门设计的 NPU。

下面我们就 SoC 的各个部件出发,全面地了解一下麒麟 970。

CPU、GPU:重点是降功耗

如果你是一个非常看重 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 的参数相比麒麟 960 基本没有任何变化,依然是 8 颗核心,其中 4 颗为高性能的 ARM 公版 A73 架构,最高主频 2.4GHz(麒麟 960 是 2.36GHz),4 颗位低功耗的 ARM 公版 A53 架构,最高主频 1.8GHz(麒麟 960 是 1.84GHz)。

有些遗憾的是,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(麒麟 970 选择了另一种方法来提高 AI 运算)。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。

在发布会上,余承东并没有透露麒麟 970 的 CPU 性能相比 960 的变化,只是表示麒麟 970 的能耗比提升了 20%(主要得益于全新的 10 纳米制程)。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。

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。

相比起 CPU 上的保守,麒麟 970 在 GPU 上的诚意要显得更足一些。

首先,麒麟 970 则用上了 ARM 在今年 5 月刚刚发布的 Mali-G72 架构,理论性能相比麒麟 960 上的 Mali-G71 有所提升(ARM 的官方说法是相比 G71 性能提高 20%,功耗比提升 25%)。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%,并且制程更先进,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。

通讯基带:比千兆 LTE更快

作为一家通讯行业有着多年积累的公司,华为海思在通讯基带上有着深厚的家底,特别是去年的麒麟 960,直接在 SoC 中集成了支持 LTE Cat.12/13 的 Balong 750 基带(最大下行速度 600Mbps,上行 150Mbps),并且支持 CDMA 络,丝毫不逊色同期的高通骁龙 820、821。

在今年的麒麟 970 上,华为海思更进一步,直接大跨步到了 LTE Cat.18,最高下载速度飙到了 1.2Gbps(4x4 MIMO,3CC CA,256QAM),也就是比之前业界最快、骁龙 835 和 Exynos 8895千兆 LTE还要再快上 200Mbps。

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 络,还得过上相当一段时间。

一方面,超高速 LTE 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,在端,除了需要 SoC 自身的基带支持,如果要支持千兆级的 LTE,厂商还必须在的天线设计上投入额外的精力,以搭载骁龙 835 的为例,在目前上市的众多骁龙 835 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

ISP 的全称是 Image Signal Processor(图像信号处理器),主要功能是处理相机传感器中收集到的数据。

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。不过相比起单纯的 ISP 升级,NPU 对相机体验的提升可能会更大(下文会详说)。

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(和牙膏厂的 i7 没啥关系),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。

10 纳米制程,比骁龙 835 还多的 55 亿个晶体管

制程上,不出意外,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和功耗。

在发布会上,余承东也表示,台积电的 10 纳米制程可以降低 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

揭秘华为麒麟970性能升级是其次人工智能

?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。

NPU:首款内置在 SoC 中的人工智能芯片

终于到了麒麟 970 最特别的部分NPU。

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