華為最強(qiáng)自研NPU問世!麒麟810“拋棄”寒武紀(jì)

“能效高、算子多、精度高”，華為消費(fèi)者業(yè)務(wù)手機(jī)產(chǎn)品線總裁何剛用一句話總結(jié)了自研達(dá)芬奇架構(gòu)給最新麒麟810芯片帶來的變化。

6 月 21 日，在 HUAWEI Nova 5 系列新品發(fā)布會(huì)上，最大的亮點(diǎn)之一當(dāng)屬華為發(fā)布的麒麟 810 全新人工智能手機(jī)芯片，這是首款采用華為自研達(dá)芬奇架構(gòu)的手機(jī) AI 芯片。

去年 10 月，華為推出達(dá)芬奇架構(gòu)的云端 AI 芯片昇騰 Ascend 910 和昇騰 Ascend 310 后，首次將達(dá)芬奇架構(gòu)落地至終端芯片的 NPU，同時(shí)這也意味著，他們?cè)?NPU 中拋棄了寒武紀(jì) IP。

最新的麒麟 810 了采用業(yè)界最先進(jìn)的 7nm 工藝制程，相比 8nm 工藝，能效提升 20%，晶體管密度提升 50%，這讓它成為目前全球第三款采用該尖端工藝的手機(jī) SoC 芯片，也是華為繼麒麟980 之后推出的第二款 7nm 手機(jī) SoC 芯片。

近年來，隨著端側(cè)AI高速發(fā)展，手機(jī)廠商對(duì)芯片的適配性和靈活性提出更高要求，而華為對(duì)此的探索處于一路領(lǐng)跑狀態(tài)。

2017年，以麒麟 970 為代表的芯片首次采用獨(dú)立NPU神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元，業(yè)內(nèi)也開始探索端側(cè)人工智能應(yīng)用。2018 年，麒麟 980 采用雙核 NPU，進(jìn)一步提升了端側(cè) AI 算力，帶來 AI 人像留色、卡路里識(shí)別等豐富的 AI 應(yīng)用。

此次，最新麒麟 810 再次領(lǐng)跑業(yè)界，首度采用華為自研達(dá)芬奇計(jì)算架構(gòu)，再度提升端側(cè) AI 的性能，并且首次將旗艦級(jí)的 AI 性能在中高端手機(jī)中落地。

達(dá)芬奇架構(gòu)是華為在 2018 年推出的全新自研AI計(jì)算架構(gòu)，針對(duì) AI 計(jì)算特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。不同于以往的二維運(yùn)算模式，達(dá)芬奇架構(gòu)以高性能 3D Cube 計(jì)算引擎為基礎(chǔ)，針對(duì)矩陣運(yùn)算進(jìn)行加速，大幅提高單位面積下的AI算力，激發(fā)端側(cè) AI 的運(yùn)算潛能。另外，麒麟 810 芯片具有端側(cè)能效業(yè)界最優(yōu)的 AI 運(yùn)算單元。

根據(jù) ETH Benchmark 測(cè)試，麒麟 810 NPU跑分 32280 分，遠(yuǎn)超驍龍 710（6556 分）、驍龍730（13908 分）和驍龍 855（25428 分）。

對(duì)于麒麟 810 搭載華為自研的達(dá)芬奇架構(gòu)，最直接的受害者是寒武紀(jì)，因?yàn)轺梓?970 第一代的 NPU 用的是寒武紀(jì)架構(gòu)，但實(shí)際上，華為要在手機(jī) AI 芯片搭載自研架構(gòu)早在意料之中，只是很多人可能沒想到落地速度來得如此之快。正如徐直軍此前所說，“寒武紀(jì)的（IP）也很好，但是它無法支持我們的全場(chǎng)景，我們需要從云、到端、到物聯(lián)網(wǎng)終端的人工智能設(shè)備，因此我們要?jiǎng)?chuàng)造性地打造一款新的架構(gòu)。而達(dá)芬奇架構(gòu)能夠解決極致的功耗與極致的算力需求?！?/p>

按照這個(gè)勢(shì)頭，麒麟 810 應(yīng)該只是開始，我們有理由相信，無論是 600 系列還是 900 系列，未來也會(huì)很快走向全定制化架構(gòu)，華為移動(dòng)計(jì)算生態(tài)將進(jìn)一步擴(kuò)大

以下從 CPU，GPU，拍照和通信方面的變化介紹麒麟 810 芯片：

CPU 方面，麒麟 810 采用全新系統(tǒng)級(jí) AI 調(diào)頻調(diào)度技術(shù)，2+6 大小核架構(gòu)，即搭載兩個(gè)基于Cortex-A76開發(fā)商用的大核，針對(duì)移動(dòng)終端的使用場(chǎng)景進(jìn)行深度優(yōu)化，以及六個(gè) Cortex-A55 小核實(shí)現(xiàn)能效升級(jí)。

據(jù)華為方面介紹，麒麟 810 全新 2+6 能效架構(gòu)將提供更加精準(zhǔn)的調(diào)度層次，讓 CPU在 游戲、購物等重載場(chǎng)景，以及社交、瀏覽網(wǎng)頁等輕載場(chǎng)景下靈活適配，大大降低 CPU 在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中的功耗，實(shí)現(xiàn)更持久的續(xù)航和更流暢的操作體驗(yàn)。

GPU 則升級(jí)到 Mali-G52 定制，支持 Kirin Gaming+ 技術(shù)，游戲?qū)嵙θ嫔?jí)，通過系統(tǒng)級(jí) AI 調(diào)頻調(diào)度技術(shù)、60fps 高性能及 HD 畫質(zhì)和 GPU 負(fù)載優(yōu)化全面升級(jí)游戲體驗(yàn)。

具體而言，AI 調(diào)頻調(diào)度技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)學(xué)習(xí)幀率、流暢度和觸屏輸入變化，預(yù)測(cè)手機(jī)任務(wù)負(fù)載，動(dòng)態(tài)感知手機(jī)使用過程中存在的性能瓶頸，及時(shí)進(jìn)行調(diào)頻調(diào)度，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性比傳統(tǒng)預(yù)測(cè)方法提升 30% 以上；GPU 的系列優(yōu)化技術(shù)，可減少重復(fù)指令及 GPU 過載，并加快 CPU、GPU 和內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸速度；HD 游戲特效優(yōu)化可以提升游戲畫質(zhì)、清晰度、明暗對(duì)比度等，帶給游戲玩家更接近真實(shí)世界的游戲體驗(yàn)。

拍照方面，麒麟 810 集成細(xì)節(jié)增強(qiáng)（DE）模塊，支持最新一代自動(dòng)白平衡算法（AWB）和 AR特征點(diǎn)云計(jì)算加速，ISP 性能和算法雙提升，這將解決夜景照片出現(xiàn)的噪點(diǎn)和過曝問題，提升畫面的細(xì)節(jié)處理能力和降噪效果。

通信方面，麒麟 810 延續(xù)旗艦芯片的通信能力，支持雙卡雙 VoLTE，讓手機(jī)的雙卡同時(shí)保持 4G 在線，將有效防御偽基站的騷擾，有效降低手機(jī)信號(hào)回落至 2G 網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)。

此外，麒麟 810 推出自研中間算子格式，算子數(shù)量多達(dá) 240+，支持Tensor, Vector, Scalar，更多算子、開源框架的支持以及提供更加完備的工具鏈將助力開發(fā)者快速轉(zhuǎn)換集成基于不同AI框架開發(fā)出的模型，大幅增強(qiáng)華為 HiAI 的兼容性，易用性，以加速更多 AI 應(yīng)用落地。