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蓄势八年 它成为了华为追赶苹果的“核武器”

第一财经APP 2017-09-03 07:29:00

作者:李娜     责编:宁佳彦

人工智能芯片领域硝烟四起,华为的优势在哪儿?

在华为消费者业务CEO余承东眼里,华为在手机业务上超越三星和苹果只是时间问题。

现在,华为要拿出威慑苹果的“核武器”——人工智能芯片。

在9月2日的柏林IFA展上,华为首个人工智能移动计算平台(Mobile AI Computing Platform)——麒麟970芯片以绝对“主角”的姿态出现在华为的宣传中,而过去的几年,华为IFA展上的明星一直是Mate系列手机。

余承东同时发表“Mobile AI. The Ultimate Intelligent Experience”为主题的演讲,全面阐释了华为消费者业务的人工智能战略。

他在演讲中提出:Mobile AI=On-Device AI + Cloud AI。人工智能在未来终端上的实现必须通过端云协同。端侧智能强大的感知能力是手机成为人的分身和助手的前提,拥有了大量实时、场景化、个性化的数据,在强劲持久的芯片处理能力支持下,终端就能具备较高的认知能力,真正做到为用户提供个性化、直达服务,同时大幅提升了隐私数据本地处理的安全性。

事实上,人工智能芯片领域早已硝烟四起。无论是芯片巨头英特尔、高通,还是手机巨擘苹果以及三星,甚至是谷歌为首的互联网厂商,都在这一领域纷纷布局。

相比之下,华为的优势在哪里?它能否引领华为成功追赶苹果以及三星?

8年造芯路

在麒麟970发布会开始前,第一财经记者已经在柏林的展会现场拍到了华为布展的情况,包括芯片的官方LOGO、玻璃陈列柜、巨幅海报等。从官方海报看,芯片被放置在人类大脑的相应位置,无疑,这是呼应华为此次演讲的主题“人工智能”,寓意麒麟970不仅有着强悍的性能,而且是全球首款手机厂商自主研发的AI处理器(集成神经单元NPU)。

演讲大厅内,在身穿蓝灰色修身西服、白衬衫的余承东登上舞台前,演讲大厅内的数百个作为已座无虚席。操着一口流利的英文,带着自信的微笑,余承东以由猿到人的进化比喻,拉开他关于智能芯片的演讲。

事实上,从1991年成立ASIC设计中心(海思前身)到2004年海思半导体业务,再到2009年海思的第一款智能手机芯片K3v1面市,华为的芯片战略已经在成功的门口“等待”了太久,但也正是从2009年开始,华为开始了芯片领域的“狂奔模式”,并在随后的八年改变了自己“追随者”的身份。

华为内部人士向第一财经记者透露的情况是,这一款麒麟970芯片将有望开启以手机为中心的硬件全新交互方式。

余承东在现场的演讲也透露了华为在人工智能领域的野心。他表示,在人工智能时代,智慧终端将变成人的助手,其信息、服务直达和高效实用会让用户得到完全不一样的体验,真正实现“知你”、“懂你”、“帮你”。而人工智能必将推动智能终端的智慧化进程,不仅是被动响应用户的需求,更能够主动感知用户状态和周边环境,并提供精准服务的全新交互方式。

余承东还在演讲中提出:Mobile AI=On-Device AI + Cloud AI。也就是说,人工智能在未来终端上的实现必须通过端云协同。

他认为,云侧智能经过多年发展,已经广泛应用,但是云侧智能的体验并不完整。在用户体验方面,还存在着不够实时、随时、稳定性和隐私方面的问题,而端侧智能可以实现同云端智能的优势互补。

“端侧智能强大的感知能力是手机成为人的分身和助手的前提,拥有了大量实时、场景化、个性化的数据,在强劲持久的芯片处理能力支持下,终端就能具备较高的认知能力,真正做到为用户提供个性化、直达服务,同时大幅提升了隐私数据本地处理的安全性。 ”余承东说。

芯片与手机

从现场公布的参数可以看到,麒麟970采用10nm先进工艺,在近乎一个平方厘米的面积内,集成了55亿颗晶体管,内置八核CPU,率先商业运用Mali-G72MP12全新一代GPU以及全新升级自研ISP等。

据第一财经记者了解,高通的骁龙835是31亿颗,苹果A10是33亿颗。从某种程度上看,华为具有领先优势。

余承东表示,麒麟970的开发团队在继承过去数代成果的基础上,首次集成NPU(Neural Network Processing Unit)专用硬件处理单元,创新设计了HiAI移动计算架构,其AI性能密度大幅优于CPU和GPU。相较于四个Cortex-A73核心,在处理同样的AI应用任务时,新的异构计算架构拥有大约50倍能效和25倍性能优势,这意味着麒麟970芯片可以用更高的能效比完成AI计算任务。例如在图像识别速度上,可达到约2000张/分钟。

他同时透露,首款搭载全新麒麟970芯片的华为新一代Mate系列产品将于10月16日在德国慕尼黑发布。

事实上,从麒麟的发展历史可以看到华为在芯片投入上的决心,以及与手机产品线“协同作战”取得了一定效果。

早在1991年,华为就成立了ASIC设计中心,据业内人士介绍,该设计中心可以看做是海思的前身,主要是为华为通信设备设计芯片。

之后,随着欧洲逐渐开始进入3G时代,2004年,华为成立了海思半导体,准备从3G芯片入手,并且将产品先后打入了沃达丰、德国电信、法国电信、NTT DoCoMo等全球顶级运营商,销量累计近1亿片,与当时的3G芯片老大高通大概各占据了一半的市场份额。

2009年,K3v1发布,这是海思成立以来,发布的第一款智能手机芯片。但由于技术上的不成熟导致这款芯片最终没有走向市场化,但这颗芯片却开启了海思后面八年的“狂奔模式”。

2012年,华为正式发布K3v2芯片,这款芯片采用了1.5GHz主频四核Cortex-A9架构,集成GC4000的GPU,并且使用了40nm的工艺制程制造。同时,K3v2用在了华为P6和Mate 1上,这是海思芯片第一次商用。

2014年,随着麒麟910发布,海思才开始真正爆发。麒麟910采用了1.6GHz主频四核Cortex-A9架构和Mali-450MP4 的GPU,使用了28nm HPM制程,首次集成自研的Balong710基带,首次集成了华晶Altek的ISP。该款芯片不仅放在了P6的升级版P6s中,还陆续成为华为Mate 2、惠普Slate 7 VoiceTab Ultra等设备上。

同年,麒麟910的升级版910T发布。搭载着这款升级心脏的华为P7获得了700万销量。而随着荣耀6的发布,麒麟920发布,这是全球首款LTE CAT.6的芯片,采用4×A15 1.7GHz+4×A7 1.3GHz和Mali-T628MP4 GPU,以及使用28nm HPM工艺。集成了音频芯片、视频芯片、ISP,集成自研全球第一款LTE Cat.6的Balong720基带。

而华为手机销量的引爆点“Mate 7”正是搭载着麒麟925,成功站上了3000档位,开启了国产手机走向中高端市场的大门。而使用麒麟620的荣耀4X更是成为了整个华为系(华为+荣耀)第一款销量破千万的神机。随后,同样搭载这款芯片的荣耀4C和华为P8青春版销量也先后突破千万大关。

2015年,麒麟先后发布了930/935/950,散热、能耗比和时间差,是这一年海思的关键词。930/935时代,凭着极其精准的选择,海思避开了发热/不成熟的A57构架,选择了高能耗比的A53构架。

950时代,海思又毫不犹豫地作为第一个吃螃蟹的人,采用了A72构架和Mail-T880芯片。到了去年,麒麟955助力华为P9成为华为旗下第一款销量突破千万的旗舰手机,麒麟960不仅解决了CDMA基带问题,还极大地提升了GPU性能,用在了荣耀V9身上。

有华为内部人士向第一财经介绍,海思芯片对华为内部产品的配套,不仅能帮助华为带来价格竞争力,还有助于提高其产品的上市时间,抢占市场先机。

比如,中国移动对4G定制机提出五模的新要求,而目前能够量产五模芯片的厂商只有高通、海思,这意味着华为可以借助海思芯片快速推出符合市场要求的4G手机,其他厂商则不得不采用更加昂贵的高通芯片。而到了人工智能时代,芯片上的优势则更为巨大。

与国际厂商掰手腕

人工智能技术发展迅速,科技巨头早已入局。人工智能芯片大概有两个应用场景,一个是用于云端服务器的高功耗高计算能力的芯片。另外则是应用于终端(手机、平板等移动设备)的人工智能芯片。

从主流移动芯片方案厂商在该领域的动作来看:高通除了维护其基于Zeroth的软件平台,在硬件上也动作不断。收购NXP的同时,据传高通也一直在和Yann LeCun以及Facebook的AI团队保持合作,共同开发用于实时推理的新型芯片。

苹果也想借由推出“神经引擎”(Neural Engine)来争夺终端 AI 生态,该方案可能是独立芯片,但具体进展也不得而知。

三星方面,去年三星就收购了“Siri之父”创办的公司Viv,并在S8开始推出人工智能助手Bixby,另一方面,在硬件领域,三星在AI层面的投入也没有停止,去年低调地投资了一家英国人工智能芯片硬件设计初创公司 Graphcore。这家公司的创始人Nigel Toon曾表示其研发的智能处理芯片(IPU)为最新行业领域提供一到两个数量级的领先性能,其研发针对的方向也十分广泛,包括无人驾驶卡车、云端计算、处理机器学习技术等。

但从根本上看,高通、苹果、三星这三家 AI 终端的主要竞争者目前的 AI 芯片计划都还处在筹备阶段。

而余承东认为,华为已经在AI芯片领域准备好了。

他表示,麒麟970的开发团队在继承过去数代成果的基础上,创新性集成NPU专用硬件处理单元,其强大性能可带来更好的智能体验。而在在手机侧,由于具备随时性、实时性和隐私性等重要特点,AI本地处理能力就变得尤为重要,虽然当前手机侧的性能问题已经成为阻碍移动AI技术发展的最大掣肘,但与服务器端AI设计不同的是,麒麟970选择了具有高能效的异构计算架构来大幅提升AI的算力,以应对与数据中心完全不同的挑战。

另一个值得注意的细节是,华为的这款AI芯片中搭载了寒武纪的嵌入式IP(知识产权),也就是人工智能处理单元。 寒武纪被视为全球AI芯片界首个独角兽,不久前完成了1亿美元A轮融资。公司最主要的产品为2016年发布的寒武纪1A处理器(Cambricon-1A),是一款可以深度学习的神经网络专用处理器,面向智能手机、无人机、安防监控、可穿戴设备以及智能驾驶等各类终端设备,在运行主流智能算法时性能功耗比全面超越传统处理器。目前已经研发出1A、1H等多种型号。

据知情人士向记者透露,华为此前和中科院计算所一直保持着非常密切的关系,成立了“中科院计算所-华为联合实验室”,而寒武纪正是来自于中科院计算所。

不管怎样,不同于过去的3G、4G时代,以华为海思等为首的一系列国产AI芯片公司正在崛起。

“可以说,我们一直强调坚持才有突破,选择了一条最难的路,坚定的走下去,结果怎样市场和用户会给出答案,用事实说话。”余承东回应。

(记者王珍对本文亦有贡献)

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