麒麟970邁入手機(jī)AI“無(wú)人區(qū)”的第一步

　　“華為正在本行業(yè)逐步攻入無(wú)人區(qū)、處在無(wú)人領(lǐng)航、無(wú)既定規(guī)則、無(wú)人跟隨的困境。華為跟著人跑的“機(jī)會(huì)主義”高速度，會(huì)逐步慢下來(lái)，創(chuàng)立引導(dǎo)理論的責(zé)任已經(jīng)到來(lái)?！边@是2016年華為公司創(chuàng)始人、總裁任正非在全國(guó)科技創(chuàng)新大的表述。

　　任正非的“無(wú)人區(qū)”表述并不夸張，經(jīng)過(guò)了近30年的奮斗，華為目前在通訊設(shè)備領(lǐng)域已經(jīng)位居全球第一。對(duì)于華為來(lái)說(shuō)，通訊領(lǐng)域已經(jīng)沒(méi)有行業(yè)標(biāo)桿告訴他們未來(lái)怎么走，華為也到了必須自我探索的階段。

　　從十年跟隨到未來(lái)探索，麒麟970 開(kāi)啟終端側(cè)人工智能時(shí)代到來(lái)

　　在麒麟970 以前，華為手機(jī)芯片用了將近10年時(shí)間從零追趕，做到了世界前列。從2008年開(kāi)始正式啟動(dòng)智能手機(jī)芯片開(kāi)發(fā)，到2009年推出并商用第一款手機(jī)AP芯片——K3;從2014年發(fā)布第一款手機(jī)SoC芯片麒麟910，到2016年全面達(dá)到業(yè)界一流的麒麟960芯片，再到今天的麒麟970 華為手機(jī)芯片進(jìn)入了第十個(gè)年頭。

　　過(guò)去十年，技術(shù)上經(jīng)歷了雙核到八核、28nm到16nm的制造工藝、2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，華為芯片從學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)、縮小差距、局部領(lǐng)先，再到全面追平甚至超越逆襲，一路狂奔?jí)汛?。一定程度上講，華為芯片的成長(zhǎng)之路與華為電信設(shè)備成長(zhǎng)類(lèi)似，過(guò)去10年雖然艱苦，但是還能找標(biāo)桿企業(yè)和行業(yè)發(fā)展軌跡穩(wěn)步前行。這也讓華為芯片將更多精力放在踏準(zhǔn)節(jié)奏、少犯錯(cuò)誤、踏實(shí)研發(fā)上面。

　　不過(guò)，這次麒麟970則不同，它不僅僅只是內(nèi)核、工藝、性能的疊加升級(jí)，而是全新的產(chǎn)品定義，引入創(chuàng)新的HiAI移動(dòng)計(jì)算架構(gòu)，也是華為首個(gè)人工智能移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)，并且是全球首款集成獨(dú)立AI人工智能專(zhuān)用NPU神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元的手機(jī)芯片。這對(duì)于華為芯片團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，沒(méi)有任何一家行業(yè)廠(chǎng)商經(jīng)驗(yàn)再讓他們參考，甚至整個(gè)行業(yè)的未來(lái)技術(shù)走向，大家都有可能要看麒麟970的表現(xiàn)。正如任正非所描述的那樣，進(jìn)入“無(wú)人區(qū)”后的責(zé)任已經(jīng)到來(lái)。

　　在9月25日麒麟970的溝通會(huì)上，華為Fellow艾偉感嘆道：“十年的探索，十年的拼搏。我們有幸生于這樣快速發(fā)展的時(shí)代和快速變化的行業(yè)中。每一年消費(fèi)者都有一個(gè)預(yù)期，預(yù)期手機(jī)行業(yè)要有新的創(chuàng)新出現(xiàn)。過(guò)去我們一起共同見(jiàn)證了這個(gè)行業(yè)的不斷創(chuàng)新，而每一次創(chuàng)新都會(huì)帶來(lái)新的體驗(yàn)、層出不窮的技術(shù)，以及噴涌而出的新應(yīng)用。如何不辜負(fù)消費(fèi)者對(duì)于我們創(chuàng)新的期待，這是非常寶貴且高價(jià)值的事情?！?/p>

　　進(jìn)入“無(wú)人區(qū)”后，終端側(cè)的人工智能處理器如何走向?是在內(nèi)核上繼續(xù)疊加，還是將工藝持續(xù)推進(jìn)?這些都是很復(fù)雜的難題。不過(guò)，從現(xiàn)場(chǎng)麒麟970強(qiáng)調(diào)的幾大方向看，華為芯片已經(jīng)確立了一些人工智能時(shí)代終端芯片的技術(shù)趨勢(shì)。筆者總結(jié)為：適應(yīng)全球且更快的通信能力、適應(yīng)人工智能要求的超強(qiáng)算力、從感知到認(rèn)知世界的能力、安全與便捷，以及云與端的平衡、開(kāi)放的生態(tài)。

　　一、適應(yīng)全球且更快的通信能力

　　從近百年人類(lèi)科技?xì)v史發(fā)展看，其實(shí)都是在圍繞通信速度與運(yùn)算效率兩個(gè)方面不斷向前推進(jìn)。人工智能時(shí)代，通信依舊是智能設(shè)備最核心、最基本的能力。

　　作為通信設(shè)備廠(chǎng)商，華為有著天然優(yōu)勢(shì)。早在2012年，華為發(fā)布了業(yè)界首款支持LTE Cat.4的多模LTE終端芯片巴龍710后，接著就將其整合在麒麟910系列處理器中。隨后巴龍720再次成為全球率先支持LTE Cat.6，下行速率達(dá)到300Mbps的基帶芯片。2016年被整合到麒麟960 的巴龍750，支持LTE Cat.12/13 UL，峰值下載速率高達(dá)600Mbps，峰值上傳速率150Mbps。還是全球領(lǐng)先。

　　而此次麒麟970，率先支持LTE Cat.18規(guī)格，最高可以達(dá)到1.2Gbps峰值下載速率，比目前業(yè)界最快的驍龍835和Exynos8895的“千兆LTE”還要快，這也再次刷新了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接的最快速度。

　　目前看，在聯(lián)接速度快的道路上華為芯片還沒(méi)有盡頭。除此之外，這次艾偉又開(kāi)始強(qiáng)調(diào)通信的另一個(gè)重要指標(biāo)——更強(qiáng)適應(yīng)全球各種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。

　　地球村的概念已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，不管是公務(wù)，還是旅游，我們隨時(shí)都可以去到世界的任何角落。人動(dòng)無(wú)障礙，智能手機(jī)移動(dòng)側(cè)時(shí)刻挑戰(zhàn)著背后運(yùn)營(yíng)商、手機(jī)廠(chǎng)商和芯片廠(chǎng)商的技術(shù)方案。各國(guó)各地運(yùn)營(yíng)商之間復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、稀缺且碎片化的頻譜資源等是擺在大家面前的共同難題。

　　艾偉表示，為了應(yīng)對(duì)全球范圍復(fù)雜頻段的挑戰(zhàn)，麒麟970在通信領(lǐng)域不斷突破，使用4*4MIMO、5CC CA以及256QAM等多種先進(jìn)技術(shù)，將碎片化的頻譜聚合成為最大帶寬，能夠在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)各運(yùn)營(yíng)商的最高速率組合，在世界的每個(gè)角落，麒麟970可以幫助用戶(hù)獲得更快的上網(wǎng)速度。

　　不僅僅是頻譜碎片化，麒麟團(tuán)隊(duì)思考更多的是，如何能夠?yàn)槿蛴脩?hù)帶來(lái)如同用水用電一般方便的上網(wǎng)和通話(huà)體驗(yàn)?用戶(hù)期待世界的每一寸空氣中間都長(zhǎng)有一個(gè)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的水龍頭，不管是在人口密集的商業(yè)中心，還是在網(wǎng)絡(luò)覆蓋差、信號(hào)弱的森林邊緣，又或是在飛速疾馳的高鐵上，隨時(shí)擰開(kāi)，想用就用。針對(duì)各種復(fù)雜的通信場(chǎng)景，麒麟970進(jìn)行了積極探索和深度優(yōu)化。

　　同時(shí)，麒麟970率先商用雙卡雙4G雙VoLTE，成功實(shí)現(xiàn)了一部手機(jī)上兩張SIM卡均支持4G VoLTE通話(huà)，提供主副卡一致的高清語(yǔ)音、視頻通話(huà)體驗(yàn)。

二、適應(yīng)人工智能要求的超強(qiáng)算力

　　人工智能背后的支撐是什么?在艾偉看來(lái)，人工智能三個(gè)基本要素：算法、數(shù)據(jù)、算力。按照華為的戰(zhàn)略布局，縱軸是芯、端、管、云，橫軸是算力、算法、數(shù)據(jù)，中間每一個(gè)模塊交叉進(jìn)化。艾偉表示，對(duì)于華為芯片來(lái)說(shuō)，能做的事情就是無(wú)限提高算力。AI技術(shù)的核心是對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)更強(qiáng)、更快的算力從量變達(dá)到質(zhì)變的結(jié)果。

　　不過(guò)，顯然當(dāng)前以CPU/GPU/DSP為核心的傳統(tǒng)計(jì)算架構(gòu)已經(jīng)不能夠適應(yīng)AI時(shí)代對(duì)計(jì)算性能的海量需求。針對(duì)這一點(diǎn)，麒麟970選擇了具有最高能效的異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)來(lái)大幅提升AI的算力，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了HiAI移動(dòng)計(jì)算架構(gòu)，首次集成NPU(Neural Network Processing Unit)專(zhuān)用硬件處理單元，其AI性能密度大幅優(yōu)于CPU和GPU。相較于四個(gè)Cortex-A73核心，在處理同樣的AI應(yīng)用任務(wù)時(shí)，新的異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)擁有大約25倍性能和50倍能效優(yōu)勢(shì)，這意味著麒麟970芯片可以用更少的能耗更快地完成AI計(jì)算任務(wù)。

　　對(duì)于全新的硬件架構(gòu)，艾偉表示，其實(shí)原有的CPU+GPU的架構(gòu)也是可以跑AI的，而新架構(gòu)的最好體現(xiàn)還是在實(shí)時(shí)性方面。我理解為，只有為智能手機(jī)提供了一定的硬件基礎(chǔ)后，在應(yīng)用層方面添加更多關(guān)于AI的創(chuàng)新功能才更有可能。

　　測(cè)試顯示，在華為的演示中，相同網(wǎng)絡(luò)模型下，三星S8每分鐘可以識(shí)別95張圖片，iPhone7 Plus每分鐘可以識(shí)別487張圖片，最新的iPhone8 Plus每分鐘可以識(shí)別889張圖片，而麒麟970則可以識(shí)別高達(dá)2005張圖片。

　　為了在小小芯片上實(shí)現(xiàn)如此強(qiáng)悍性能，華為下了不少功夫。據(jù)悉，麒麟970芯片在近1cm2的面積內(nèi)集成了55億個(gè)晶體管(相比之下，蘋(píng)果最新的A11是43億個(gè)晶體管，但它只是AP，不包括通信Modem)，內(nèi)置了八核CPU，運(yùn)用了Mali-G72MP12全新一代GPU以及全新升級(jí)自研ISP等。華為消費(fèi)者業(yè)務(wù)CEO余承東曾表示，麒麟970一枚芯片的復(fù)雜程度超過(guò)了英特爾電腦芯片。

　　實(shí)際上，這還真不是余承東在吹牛。終端芯片與服務(wù)器或筆記本芯片不一樣，智能手機(jī)主板非常小，終端芯片要考慮設(shè)計(jì)面積、功耗、散熱等等。艾偉透露，與友商不同，華為麒麟970芯片這里面還包含封裝進(jìn)去的基帶芯片。高度集成化也是我們所看好的。

　　三、從感知到認(rèn)知世界的能力

　　之所以能稱(chēng)之為人工智能處理，一定程度就要求有類(lèi)似人的感知、認(rèn)知世界的能力。人類(lèi)通過(guò)眼睛和耳朵接受到了絕大多數(shù)的外界信息。未來(lái)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)將是衡量人工智能終端標(biāo)準(zhǔn)。

　　過(guò)去幾年，智能手機(jī)飛速發(fā)展極大的推動(dòng)了手機(jī)在感知層面的能力。比如，攝像頭的像素不斷提高、從一個(gè)攝像頭到四個(gè)都有。在“看清”方面，這次麒麟970采用了全新升級(jí)的雙攝ISP，這一設(shè)計(jì)除了繼續(xù)保持在傳統(tǒng)黑白融合拍照等方面的優(yōu)勢(shì)外，在抓拍、夜景拍照等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的優(yōu)化和提升。特別是在抓拍能力有了質(zhì)的飛躍，從拍照處理的響應(yīng)時(shí)間、對(duì)焦、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、曝光策略等拍照的全流程進(jìn)行了深入優(yōu)化，讓拍照綜合響應(yīng)處理時(shí)間縮短30%，而四檔的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模式則能對(duì)運(yùn)動(dòng)物體狀態(tài)進(jìn)行預(yù)估，設(shè)置更合適的曝光參數(shù)，確保每次拍攝都能夠抓到滿(mǎn)意的瞬間。

　　有意思的是，麒麟970集成了人臉檢測(cè)模塊硬件，能針對(duì)不同膚色、帽子、眼睛、口罩、遮擋、側(cè)臉等多種復(fù)雜的人臉場(chǎng)景進(jìn)行了優(yōu)化，以人臉為基礎(chǔ)進(jìn)行人臉追焦的優(yōu)化，大大改善了人像的拍照體驗(yàn)，帶來(lái)更為真實(shí)自然的人像拍照效果。

　　“看清”是被動(dòng)的，智能化的目的是“看懂”。麒麟970 的殺手锏也在于此，在HiAI移動(dòng)計(jì)算架構(gòu)下，現(xiàn)場(chǎng)展示Demo分別可以識(shí)別出不同物品、食品，甚至是人的情緒、行為和動(dòng)作。艾偉表示，“傳統(tǒng)的手機(jī)潛入相機(jī)時(shí)盡可能接近人眼，把人眼看到的東西記錄下來(lái)能夠復(fù)原這個(gè)世界。未來(lái)我的期望是它能夠超越人眼，能夠真正的認(rèn)知這個(gè)世界”。

　　我們知道人的視力、聽(tīng)力、腦力都是生物極限的，而艾偉所說(shuō)的這種認(rèn)知，是將智能手機(jī)變成我們身體器官的延伸。當(dāng)我們眼睛看不到、看不出，可以拿出手機(jī)來(lái)看清楚、識(shí)別出。同樣是一個(gè)物，人一眼看過(guò)去只是看到表面的信息，真正的內(nèi)在信息、背景信息是什么?它還有什么是表面下隱藏著的東西?隨著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)下更大知識(shí)庫(kù)的積累，它能夠幫人看到這個(gè)表面之下的更加廣闊的世界，隨著手機(jī)知識(shí)庫(kù)的強(qiáng)大，伴隨著手機(jī)學(xué)習(xí)模型的完善，手機(jī)具有的慧眼，能夠幫助人看得很清楚，幫助人看到表面現(xiàn)象下隱藏的東西。?

　　此外，麒麟970支持AI降噪技術(shù)，利用深度學(xué)習(xí)算法，有效抑制非穩(wěn)態(tài)噪音，增強(qiáng)語(yǔ)音信號(hào)，提升語(yǔ)音識(shí)別在惡劣環(huán)境下的識(shí)別率。尤其針對(duì)駕駛場(chǎng)景，在車(chē)速很快(如 120 千米/小時(shí))、車(chē)內(nèi)噪音很大的情況下，大幅提升語(yǔ)音識(shí)別率。

　　四、安全與便捷、云與端的平衡

　　更懂你的智能終端，同時(shí)也帶來(lái)另一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)——隱私安全如何保證?

　　實(shí)際上，在安全方面華為芯片一直都走在業(yè)界前列。上一代產(chǎn)品麒麟960就已經(jīng)集成了inSE安全模塊，支持CRT-RSA、RSA、DES/3DES、AES等加解密算法。去年10月，麒麟960率先獲得央行和銀聯(lián)雙重安全認(rèn)證，是全球首款達(dá)到金融級(jí)安全的手機(jī)芯片，和銀聯(lián)IC卡/U盾擁有相同安全等級(jí)。

　　而麒麟970不僅繼承上一代TEE和inSE兩大安全引擎，獲得央行/銀聯(lián)雙認(rèn)證的inSE引擎具備IC卡級(jí)的安全等級(jí)，還支持了移動(dòng)最高端手機(jī)金融盾，這個(gè)盾類(lèi)似于在家里用的U盾。在這里面可以集成各種各樣的卡，不管是公交卡、銀行卡，還是社保卡都可以做到這里面來(lái)，同時(shí)它提供更高的安全保護(hù)，支持所有不同行業(yè)的透明度。

　　艾偉表示，華為芯片在底層盡可能提供良好的硬軟件安全環(huán)境，在數(shù)據(jù)層面更多需要全行形成一個(gè)自律規(guī)范。數(shù)據(jù)最終還是用戶(hù)自己的，用戶(hù)有權(quán)給你看，而華為芯片會(huì)保障用戶(hù)的這項(xiàng)權(quán)利。

　　與安全與便捷需要平衡一樣，云端人工智能與終端人工智能也需要平衡協(xié)作。前幾年，業(yè)內(nèi)也有一種觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為，越來(lái)越快的網(wǎng)絡(luò)，對(duì)終端芯片的需求將大大降低，因?yàn)榇罅康臄?shù)據(jù)將被傳到云端。

　　艾偉則認(rèn)為，本地智能永遠(yuǎn)是有需求的。云端有大數(shù)據(jù)可以做大量的訓(xùn)練、迭代、提升知識(shí)庫(kù)。但是云上智能有一個(gè)天生的問(wèn)題，它的知識(shí)不是當(dāng)下的知識(shí)，而是二手?jǐn)?shù)據(jù)，而只有在終端上所有數(shù)據(jù)才是活生生的當(dāng)下數(shù)據(jù)。另外有些數(shù)據(jù)不會(huì)放到云上。所以終端的最新數(shù)據(jù)，與云上數(shù)據(jù)量知識(shí)庫(kù)結(jié)合起來(lái)，才能發(fā)揮最大的價(jià)值和作用。

　　五、開(kāi)放的生態(tài)

　　與以往不同，作為華為第一款人工智能手機(jī)芯片，麒麟970發(fā)布時(shí)就同時(shí)宣布未來(lái)將進(jìn)一步開(kāi)放生態(tài)，引入合作伙伴加入。據(jù)悉，華為會(huì)提供開(kāi)源開(kāi)發(fā)板，開(kāi)放給開(kāi)源社區(qū)。同時(shí)，將HiAI和安卓AI API兩類(lèi)接口都開(kāi)放給開(kāi)發(fā)者，讓開(kāi)發(fā)者能夠在上面開(kāi)發(fā)出各種各樣的安卓應(yīng)用。

　　艾偉表示，AI技術(shù)是一種基礎(chǔ)能力，未來(lái)將由應(yīng)用場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)發(fā)展。而前AI生態(tài)應(yīng)用還處于起步階段時(shí)，未來(lái)基于AI的應(yīng)用將為開(kāi)發(fā)者帶來(lái)一個(gè)巨大的商業(yè)市場(chǎng)，同時(shí)也帶給消費(fèi)者革命性的體驗(yàn)。

　　進(jìn)入無(wú)人區(qū)，華為芯片肩負(fù)起行業(yè)探路人責(zé)任

　　回到文章主題，麒麟970 算不算華為芯片的無(wú)人區(qū)?

　　雖然艾偉并沒(méi)有正面回答，不過(guò)去年他在接受采訪(fǎng)時(shí)有過(guò)這樣一段表述，“所謂無(wú)人區(qū)，一是要做別人沒(méi)有做過(guò)的事情，二是要對(duì)消費(fèi)者有價(jià)值的事情。”

　　現(xiàn)在對(duì)比看，麒麟970不管是在通信能力上的絕地領(lǐng)先，還是引入創(chuàng)新的HiAI移動(dòng)計(jì)算架構(gòu)成為首款人工智能手機(jī)處理器，這些都是別人沒(méi)有做過(guò)的事情。而現(xiàn)場(chǎng)展示的圖片識(shí)別、情緒分析、降噪技術(shù)等，這些都將為消費(fèi)者帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的價(jià)值，未來(lái)伴隨著越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)者腦洞大開(kāi)的想法，AI與生活場(chǎng)景將有更多緊密的結(jié)合。

　　不過(guò)，當(dāng)筆者提到有人說(shuō)現(xiàn)在人工智能像4、5歲的孩子。艾偉說(shuō)道，“這種說(shuō)法太樂(lè)觀(guān)，你看看2~3小孩的學(xué)習(xí)能力，幾天不見(jiàn)，他們語(yǔ)言、動(dòng)作、行為都會(huì)發(fā)生巨大變化?！?/p>

　　艾偉認(rèn)為，人工智能有四個(gè)階段：寵物級(jí)智能(跟隨和響應(yīng)型的智能)、伙伴級(jí)智能(某些領(lǐng)域可以和人平等對(duì)話(huà))、教練級(jí)智能(在某些領(lǐng)域超越人的推理和決策能力)和天使級(jí)智能。目前麒麟970基本上達(dá)到了寵物級(jí)。

　　看的出來(lái)，技術(shù)出身的艾總還是保持著嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的態(tài)度。實(shí)際上，今天呈現(xiàn)給我們的這顆芯片早在兩年多前就已經(jīng)開(kāi)始了研發(fā)。艾偉表示，“今天來(lái)看，我們確實(shí)做了很多，但是這里面的挑戰(zhàn)在于節(jié)奏上。怎樣精確的準(zhǔn)確判斷用戶(hù)需求、怎樣克服未知的挑戰(zhàn)，這些都很關(guān)鍵。更難的是這是一個(gè)長(zhǎng)跑，一年一年下來(lái)做到相對(duì)成功的概率大一點(diǎn)。但是一輩子不跌跤，也不敢說(shuō)這個(gè)話(huà)?！?/p>

　　手機(jī)市場(chǎng)的瞬息萬(wàn)變，加上踏入“無(wú)人區(qū)”的技術(shù)迷茫，就需要領(lǐng)導(dǎo)者有高遠(yuǎn)的戰(zhàn)略眼光和做事的信心與魄力。從華為芯片這幾年成長(zhǎng)看，艾總及其背后的規(guī)劃和研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)流行趨勢(shì)和技術(shù)的判斷，已經(jīng)顯示出他們具備了肩負(fù)AI芯片行業(yè)探路人的實(shí)力和能力。