華為GPU Turbo技術(shù)：黑科技背后的深層革命

《華為基本法》中提到：保證按銷售額的10%撥付研發(fā)經(jīng)費(fèi)，有必要且可能時還將加大撥付比例。華為這家以技術(shù)立身的企業(yè)，帶動了“知本主義”在中國高科技企業(yè)中的生長。

破局· 一項不可能完成的計劃

從運(yùn)營商業(yè)務(wù)起家，到2003年正式進(jìn)軍手機(jī)行業(yè)。如同從幕后站到舞臺的最前端，再細(xì)微之處都會在燈下聚焦，被評頭論足。

華為推出智能手機(jī)的時機(jī)，正是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的爆發(fā)期。

基于更開放的安卓系統(tǒng)，手機(jī)卡頓、崩潰、死機(jī)等各類問題頻頻暴露，“華為到底能不能做好一款手機(jī)”的質(zhì)疑聲從四面八方紛至沓來。

面對這些聲音，華為團(tuán)隊開始走上解決自身短板、聯(lián)合供應(yīng)商與合作企業(yè)多方優(yōu)化的道路，盡管自2010年華為發(fā)布第一款普及式智能手機(jī)以來，用戶體驗每一年都得到了一定的提升和改善，但在華為看來，這樣的效果還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是他們想要的!

如果只專注于表層，無異于隔靴搔癢，任何競爭對手都可以輕易追趕，如若止步于此，也不會成就今天的華為。

圖為華為北京研究所

2015年，華為消費(fèi)者BG軟件工程部總裁王成錄博士提出，面對終端問題，必須從深層入手、對核心問題開刀，這便催生了“安卓底層手術(shù)式優(yōu)化”計劃。通過這項優(yōu)化，華為期望能夠解決安卓系統(tǒng)在長期使用后變卡變慢等諸多問題。

從底層入手，并不簡單，5000萬行代碼的龐大改寫工作，想起來都令人頭皮發(fā)麻。

但王成錄博士認(rèn)為，只有解決這一問題，才能讓華為手機(jī)的生命力得以延續(xù)。

這項被認(rèn)為關(guān)乎華為手機(jī)未來命運(yùn)走向的項目很快得以展開——近百名核心工程師加輔助編寫人員啟動代碼的連軸改寫。

歷經(jīng)無數(shù)個日日夜夜，研發(fā)團(tuán)隊在EMUI5.0中嵌入了名為Machine Learning的人工智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)，它能夠?qū)W習(xí)用戶應(yīng)用使用習(xí)慣，精準(zhǔn)預(yù)測用戶行為，始終保障高優(yōu)先級應(yīng)用優(yōu)先得到系統(tǒng)資源，實現(xiàn)手機(jī)持久的流暢運(yùn)行，同時快速調(diào)度系統(tǒng)資源以適應(yīng)各類應(yīng)用的資源請求，使得系統(tǒng)各方面資源都能得到充分利用并且互不干擾!

在這項技術(shù)的推動下，系統(tǒng)開刀成果顯著，華為EMUI系統(tǒng)從此進(jìn)入“天生快”的時代。

求索· 一次理論到現(xiàn)實的嘗試

但如何讓“一生快”伴隨著手機(jī)的生命周期，不給用戶體驗打折，這是大家面對的又一項挑戰(zhàn)。

所有人都知道，手機(jī)在使用的過程中，會產(chǎn)生大量的碎片化數(shù)據(jù)，而安卓默認(rèn)的EXT4文件管理系統(tǒng)對大范圍的數(shù)據(jù)碎片存在無法整理的短板，當(dāng)用戶刪除文件時，這一系統(tǒng)會同時對上層文件系統(tǒng)和底層器件發(fā)出數(shù)據(jù)清理命令，如果文件較大，就會出現(xiàn)手機(jī)明顯卡頓的現(xiàn)象。

團(tuán)隊成員意識到：解決文件存儲系統(tǒng)問題，是實現(xiàn)手機(jī)“一生快”的關(guān)鍵。

優(yōu)化的多種方法都已被試盡，但結(jié)果不盡人意，就當(dāng)大家深陷焦灼時，一個關(guān)于F2FS文件系統(tǒng)的技術(shù)引起了團(tuán)隊的關(guān)注，通過這項系統(tǒng)能力，數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)主動整理，基于系統(tǒng)分步刪除的方式，手機(jī)卡頓能得到明顯改善。

在此之前，許多廠家對F2FS都已經(jīng)展開過討論，但對于實際使用問題的疑慮，最終阻止了他們的步伐。而華為，則成為了這項技術(shù)真正意義上“第一個吃螃蟹”的廠家!

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。把理論變?yōu)楝F(xiàn)實的探索之路，如同在山林間穿行，團(tuán)隊需要隨時面對未知問題，解決、錘煉。為了“一生快”的用戶體驗?zāi)繕?biāo)，團(tuán)隊所有人全力以赴，發(fā)現(xiàn)一個又一個難題，又一個接一個將它們攻克。

華為武漢研究中心，每天8萬臺手機(jī)連續(xù)24小時按照滿負(fù)荷操作的模型挑戰(zhàn)安卓老化極限……

F2FS系統(tǒng)歷經(jīng)試商用、正式商用、大規(guī)模出貨的重重考驗，從軟件、硬件各個角度檢測、改進(jìn)、優(yōu)化，最終被應(yīng)用在華為手機(jī)上，并得到了谷歌的認(rèn)可和推薦!

2016年11月14日，搭載著“一生快，天生快”技術(shù)的Mate9橫空問世，給所有消費(fèi)者帶去了持久流暢體驗，獲得了市場上消費(fèi)者的一致認(rèn)可。

經(jīng)歐洲主流評測媒體Connect實力評測，使用18個月后，優(yōu)化過的華為手機(jī)相對原生系統(tǒng)的安卓手機(jī)，文件訪問流暢度提升50%以上!

開創(chuàng) · 一個嚇人的技術(shù)

有了系統(tǒng)架構(gòu)優(yōu)化的強(qiáng)力支持，2018年，榮耀play新品發(fā)布會上，“嚇人的技術(shù)”GPU Turbo亮相。

極光大數(shù)據(jù)發(fā)布的《2017年手機(jī)游戲市場研究報告》顯示，截止至2017年年底，我國的手游用戶規(guī)模達(dá)到7.76億人。優(yōu)化手機(jī)游戲體驗，迫在眉睫，而這一點，華為早有洞見。

從2017年初，GPU Turbo團(tuán)隊就已經(jīng)展開了詳細(xì)的市場和用戶調(diào)研，并提出從幾個方面著手展開工作，包括：圖形處理效率、溫控、時延。

但凡懂行的人一眼便能看出這些目標(biāo)實現(xiàn)的難度之大，最顯而易見的地方是：手機(jī)的天然屬性決定了圖形處理效率提升與功耗、溫度維穩(wěn)不可兼得，一旦功耗上升，將必然帶來手機(jī)發(fā)熱，導(dǎo)致限頻問題!

在華為的各大研發(fā)園區(qū)，“Make it possible”的標(biāo)語被擺放在最醒目的位置，華為中的每一名斗士都不是會輕言放棄的人，GPU Turbo團(tuán)隊亦是如此。

他們開始集中閉關(guān)，從系統(tǒng)底層對傳統(tǒng)圖形處理框架進(jìn)行重構(gòu)入手，讓軟硬件得以協(xié)同，方案步步演進(jìn)、難關(guān)逐個攻克，最終打破了性能與功耗的蹺蹺板。

從立項到亮相，GPU Turbo歷時五年，礪得梅花香!

高性能、高畫質(zhì)、更省電、更酷玩的革命性圖形處理加速技術(shù)GPU Turbo為廣大華為手機(jī)用戶奉上又一份驚喜。官方實測數(shù)據(jù)顯示，GPU Turbo能夠提升圖形處理效率高達(dá)60%，SOC功耗降低30%。榮耀Play搭載首發(fā)的GPU Turbo之后，在幾款熱門游戲中，均成功實現(xiàn)了近滿幀的游戲表現(xiàn)。

一貫低調(diào)的王成錄博士在面對媒體關(guān)于“競爭對手是否能對此技術(shù)進(jìn)行復(fù)制”的疑問時稱：這項技術(shù)的門檻非常高，以至于其他廠家在短時間內(nèi)無法跟進(jìn)。

王成錄博士一反常態(tài)的回應(yīng)態(tài)度，顯示了華為在技術(shù)上的強(qiáng)大自信。

共贏 · 一條更開闊的道路

2017年底，華為云端芯三層架構(gòu)的HUAWEI HiAI移動計算平臺打破了AI單一云化的桎梏，創(chuàng)新性的提出了端側(cè)AI的解決方案，各類應(yīng)用不僅可以通過這一平臺完成AI能力的輕松接入、也可以通過NPU的超強(qiáng)算力在準(zhǔn)確性和運(yùn)算速度上實現(xiàn)突破，因這項能力獲益的應(yīng)用企業(yè)涵蓋了短視頻、辦公、新聞閱讀、購物體驗等多個領(lǐng)域。

今年，無論是華為手機(jī)的多媒體拍攝能力還是EMUI的安全平臺能力，無論是AR能力還是AI能力，這些曾被外界視為華為獨(dú)家秘笈的行業(yè)領(lǐng)先能力，都已實現(xiàn)能力的對外開放。螞蟻金服、京東、網(wǎng)易等多家知名企業(yè)與華為建立聯(lián)合實驗室，共同探索更多創(chuàng)新能力及應(yīng)用場景，為用戶帶來體驗升級。