麒麟970處理器參數(shù)解析

　　麒麟970芯片是華為海思麒麟的最新旗艦型號，根據(jù)慣例這款芯片將被搭載在未來一年內(nèi)的華為（包括榮耀）旗艦機上，像華為Mate 10系列，華為P11系列預計都將采用這款芯片。麒麟970此次主打人工智能AI，是首款AI手機芯片，我們先來看一下這款芯片的參數(shù)。

　　麒麟970CPU部分采用的仍然是ARM公版A73架構(gòu)+A53架構(gòu)大小核心搭配，4個A73大核最高主頻為2.4GHz，4個A53小核最高主頻1.8GHz，與前代麒麟960相比，不論是架構(gòu)還是核心頻率都沒有多大改動，沒有采用ARM最新發(fā)布的A75架構(gòu)略有遺憾。

　　從CPU性能來看，麒麟970相比麒麟960的提升并不大，架構(gòu)與主頻都沒有明顯提升，CPU性能理論上跟目前的高通驍龍835持平或者略低，不過也是旗艦水準，CPU部分更多的是提升在了功耗優(yōu)化上。

　　而在GPU方面，麒麟970采用了ARM Mali-G72MP12，這是一款12核的圖形處理單元，相比麒麟960的Mali-G71MP8不論是架構(gòu)還是核心數(shù)都有提升，但主頻目前仍然未知，根據(jù)核心越多主頻越低的傳統(tǒng)，麒麟970的12核GPU的主頻可能不會超過1GHz。

　　GPU性能可能是麒麟970相比麒麟960提升最明顯的地方，不僅架構(gòu)從Mali-G71升級到了Mali-G72，而且核心數(shù)也從8核提升到了12核，官方PPT宣稱性能提升了20%，效率提高了50%。

　　此次麒麟970集成了NPU（Neural network Processing Unit）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元，官方宣稱相較于四個Cortex-A73核心，處理相同AI任務(wù)，新的異構(gòu)計算架構(gòu)擁有約 50 倍能效和 25 倍性能優(yōu)勢，圖像識別速度可達到約2000張/分鐘。這一NPU單元或來自國內(nèi)寒武紀科技。

　　而由于人工智能AI目前還處于初級階段，雖然NPU單元能夠更加高效地處理AI任務(wù)，但對日常使用體驗能有多大的提升還有待驗證，但毫無疑問，人工智能會是手機未來發(fā)展的方向。

　　在基帶方面，華為麒麟970是業(yè)內(nèi)首款商用的支持LTE Cat. 18的手機芯片， 最高下行速率達到1.2Gbps，這是目前業(yè)界最快的移動基帶，比目前高通驍龍835的1Gbps還要快。而且這款基帶支持全網(wǎng)通制式，要比三星香農(nóng)系列基帶支持的頻段更多。而目前國內(nèi)三大運營商商用的4G+網(wǎng)絡(luò)最高還沒超過600Mbps，短期來看在國內(nèi)要想體驗1.2Gbps的網(wǎng)速還很困難。

　　最后制程方面，麒麟970采用了臺積電（TSMC）的10nm制程工藝，10nm制程是目前半導體最先進的制程工藝，高通驍龍835采用的是三星半導體的10nm制程工藝，制程工藝約先進，芯片的面積越小，也更加省電，麒麟970的10nm工藝相比麒麟960采的16nm制程工藝要更加省電，官方宣稱麒麟970集成了55億個晶體管，功耗降低了20%。

　　總的來說，麒麟970在性能上達到了目前旗艦芯片的主流水平，尤其是GPU性能有了較大幅度的提升，基帶也是業(yè)界的頂級水準，而且還有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元加持，10nm制程工藝也是目前最高規(guī)格，跟競品高通驍龍835、三星Exynos 8895相比也沒有明顯短板，是目前國產(chǎn)手機芯片的最高水準。同時我們也要認識到差距，麒麟970的CPU、GPU和NPU都是從ARM或者寒武紀獲得的IP授權(quán)，芯片的定制化水平還有待提升。

　　我認為相比前代麒麟960，麒麟970的GPU性能的提升以及更加省電的10nm制程工藝是其最大的亮點。

　　麒麟970性能怎么樣

　　據(jù)信息顯示，麒麟970單核跑分為1900分，多核跑分6209分，屬于當前旗艦芯片水平。測試的華為Mate 10設(shè)備內(nèi)置6GB運存，八核處理器主頻為1.84GHz，并已搭載最新的Android 8.0系統(tǒng)。并且從GeekBench給出的系統(tǒng)來看，華為Mate 10已經(jīng)搭載了安卓最新的8.0系統(tǒng)。

　　相比，驍龍835處理器單核跑分為1900分左右，多核跑分在6500分左右，三星Exynos 8895單核跑分約為2100，多核跑分約為7100，這說明麒麟970的性能跟驍龍835和三星Exynos 8895已基本處于同一水平。

　　至于今年的蘋果A11六核處理器，性能則異常殘暴，單核約為4200，多核過萬，遠超對手。不過在性能過剩的時代，跑分早已不是衡量處理器的唯一指標。

　　據(jù)悉，麒麟970采用最新的TSMC 10nm工藝，集成了55億個晶體管，該機的重大突破在AI和深度學習方面，麒麟970毫無疑問地成為Mate 10所使用的核心。

　　麒麟970處理器有多強

　　關(guān)于麒麟970處理器到底有多強，我們從發(fā)布會上的信息來一一分析了解：

　　通訊基帶：比「千兆 LTE」更快

　　作為一家通訊行業(yè)有著多年積累的公司，華為海思在通訊基帶上有著深厚的「家底」，特別是去年的麒麟 960，直接在 SoC 中集成了支持 LTE Cat.12/13 的 Balong 750 基帶（最大下行速度 600Mbps，上行 150Mbps），并且支持 CDMA 網(wǎng)絡(luò)，絲毫不遜色同期的高通驍龍 820、821。

　　在今年的麒麟 970 上，華為海思更進一步，直接大跨步到了 LTE Cat.18，最高下載速度飆到了 1.2Gbps（4x4 MIMO，3CC CA，256QAM），也就是比之前業(yè)界最快、驍龍 835 和 Exynos 8895「千兆 LTE」還要再快上 200Mbps。

　　麒麟 970 還終于支持了在同時使用兩張 SIM 卡時，主副卡同時用 4G（上一代麒麟 960 的副卡只能支持 3G）。此外，麒麟 970 還特別針對高鐵時的使用做了優(yōu)化，信號更穩(wěn)定，減少掉線。

　　不過話還是要說回來，雖然麒麟 970 的通訊基帶的確是厲害，但和驍龍 835、Exynos 8895 等支持千兆 LTE 的 SoC 一樣，普通用戶想要真正體驗到這種超高速 LTE 網(wǎng)絡(luò)，還得過上相當一段時間。

　　一方面，超高速 LTE 網(wǎng)絡(luò)需要運營商的支持，雖然目前全球不少運營商（包括中國聯(lián)通）已經(jīng)開始了千兆級 LTE 的測試，但距離大規(guī)模商用還仍需時日。另一方面，在手機端，除了需要 SoC 自身的基帶支持，如果要支持千兆級的 LTE，手機廠商還必須在手機的天線設(shè)計上投入額外的精力，以搭載驍龍 835 的手機為例，在目前上市的眾多驍龍 835 手機中，真正能支持到千兆 LTE 的只有三星 Galaxy S8、HTC U11 等少數(shù)國際品牌機型的部分型號。

　　10 納米制程，比驍龍 835 還多的 55 億個晶體管

　　制程上，不出意外，麒麟 970 用上了臺積電（TSMC）最新的 10 納米工藝，這應(yīng)該是繼蘋果 A10X、聯(lián)發(fā)科 Helio X30 之后，第三款采用臺積電 10 納米制程的移動 SoC。

　　通常來說，在芯片晶體管數(shù)量相同的情況下，更先進的制程可以降低芯片的核心面積，有助于降低成本，并且更加有效地控制發(fā)熱和功耗。

　　在發(fā)布會上，余承東也表示，臺積電的 10 納米制程可以降低 20% 的能耗，將芯片核心面積縮小 40%。

　　不過有趣的是，麒麟 970 的核心面積并沒有因為制程的進步而縮小，反而比麒麟 960 還要略大，這是因為麒麟 970 集成了高達 55 億個晶體管，比麒麟 960 多出了 15 億。

　　55 億個晶體管是什么概念呢？大家可以參考幾個數(shù)字。

　　Intel 在 2014 年發(fā)布的擁有 18 個核心的至強 E5 CPU，也才內(nèi)置了 55.6 億個晶體管。在更具對比價值的移動 SoC 中，以「對料」著稱的蘋果 A10 擁有 33 億個晶體管，高通驍龍 835 擁有 31 億個。

　　需要說明的是，雖然晶體管數(shù)量對性能有一定的影響，并且通常是越多越好，但在芯片工藝、架構(gòu)不同的情況下，我們是無法簡單地用晶體管數(shù)量來判斷性能的，尤其是在內(nèi)部部件眾多的移動 SoC 中。

　　NPU：首款內(nèi)置在手機 SoC 中的人工智能芯片

　　終于到了麒麟 970 最特別的部分——NPU。

　　NPU 的全稱是 Neural-network Processing Unit，也就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元。關(guān)于這顆 NPU 的功能，大家可以簡單理解為專門高效地進行 AI 相關(guān)計算定制的處理器，就像 GPU 之于圖形處理相關(guān)的計算，ISP 之于成像相關(guān)的計算。

　　傳統(tǒng)的 CPU（包括 x86 和 ARM）和 GPU 也是可以用來做深度學習計算的，但由于它們本身并不是專門為深度學習定制的，效率并不高。而麒麟 970 的這顆 NPU 采用了來自寒武紀（Cambricon）的 IP，專門為深度學習而定制，F(xiàn)P16 性能達到了 1.92 TFLOP，差不多是麒麟 960 的 3 倍（0.6 TFLOP 左右）。

　　在發(fā)布會上，余承東展示了一張在進行 AI 運算時，NPU 和 CPU、GPU 的對比。

　　可以看到，性能上，NPU 是 CPU 的 25 倍，GPU 的 6.25 倍（25/4），能效比上，NPU 更是達到了 CPU 的 50 倍，GPU 的 6.25 倍（50/8）。

　　另外，在華為內(nèi)部的測試中，麒麟 970 的 NPU 每分鐘可以識別出 2005 張照片，而不使用 NPU 的話則每分鐘只能識別 97 張（這個速度應(yīng)該是用 CPU 進行計算的），優(yōu)勢同樣巨大。

　　至于這顆 NPU 具體能實現(xiàn)哪些特別的功能，我們還需要等到 Mate 10、Mate 10 Pro 上來揭曉。在發(fā)布會上，余承東提到了一些 NPU 在拍照方面的應(yīng)用。

　　具體到拍照中，NPU 可以幫助手機更精準和快速地識別拍攝場景，讓手機選擇最合適的圖像處理算法，在雙攝背景虛化時，讓手機對邊緣虛化的處理更準確，還有最近很火的 AR 相機，NPU 可顯著提高渲染的速度，降低功耗。

　　再比如說，有了 NPU 之后，手機可以將語音和語義識別的部分工作轉(zhuǎn)移到手機本地，提高語音和語義識別的表現(xiàn)，提高手機中語音交互應(yīng)用（比如語音輸入法、智能語音助手）的體驗。

　　值得一體的是，在發(fā)布會上，余承東還展示了「開放移動 AI 平臺（Open Mobile AI Platform）」，為 app 開發(fā)者提供了包括開發(fā)者網(wǎng)站和社區(qū)支持、開發(fā)套件以及自家的 app 分發(fā)商店在內(nèi)的「全套」服務(wù)，吸引開發(fā)者開發(fā)可以調(diào)用 NPU 性能的 app。

　　不過這里有個問題，這一套方案只是針對搭載麒麟 970 的華為手機的，并不是一個開放的平臺，這意味著開發(fā)者即使寫出來能調(diào)用 NPU 來實現(xiàn)某些強大功能的 app，也只能運行在僅有的幾款華為手機上（短期內(nèi)應(yīng)該只有即將發(fā)布的 Mate 10 和 Mate 10 Pro）。

　　至于未來華為能吸引多少開發(fā)者來利用 NPU 開發(fā)支持自家 AI 平臺的 app，現(xiàn)在來看還是個未知數(shù)，但至少在接下來的幾個月內(nèi)，恐怕更多地需要依靠華為自己的軟件工程師來開發(fā)相應(yīng)的 app。