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从追赶、胶着到超越的质变,背后隐隐作响着时代的惊雷。
世界经理人专栏

脑极体

你的困惑,来自于无路贴近未知。我们在技术、思想、传播的异界,贩来极限脑量下的TMT。

芯片,大概是人类所创造的最奇特舞台。

它能小到指甲盖那么大,同时也能大到盛满一个时代、几个产业、以及千万人的喜怒哀愁。

在今年的移动芯片上似乎尤其如此。我们都知道,十年一度的移动代际切换正在到来,5G时代的产业爆发与行业洗牌应该会如约而至。此时的移动芯片,尤其是具备代表性的旗舰芯片,似乎必然要承载足够多的故事。

麒麟990,就在这样的背景下,诞生于5G+AI时代的序幕中。9月6日,华为消费者业务CEO余承东在2019德国柏林消费电子展(IFA)上发表“Rethink Evolution”主题演讲,正式发布了华为最新一代旗舰芯片麒麟990系列,其中包括麒麟990和麒麟990 5G两款芯片。

与往年一样,新的华为旗舰级芯片,麒麟990同样支撑了媒体和用户的关注期待,带来了很多显著亮点,比如指数级提升的AI算力、首款5G SoC芯片、单反级降噪算法应用于手机芯片等等。

但与往年不一样的是,麒麟990系列似乎还肩负着更多意味。它的发布关键词是“重构”。在5G迎面而来,AI高速突进,全球终端出货量不断下滑的今天,麒麟990究竟重构了什么,似乎蕴含基于技术创新,又超然于技术之外的答案。

从移动通讯的产业历程上看,或许最值得关注的一点是,麒麟990在旗舰芯片序列中,已经不是单项领先,而是全面领先。从追赶、胶着到超越的质变,背后隐隐作响着时代的惊雷。

990,是一个很有意味的数字。中国人讲究九九归一,麒麟990所指向的“一”,或许正是中国移动终端产业的一元复始。

五年一梦

时间先退回2014年,如果当时有人说,华为将生产出全面领先世界的移动芯片,不知那时的你是什么想法。

至少那时候大部分的网友,显然对这件事没什么心理准备。在麒麟990发布之际,我特意回去翻了当年麒麟920的评论。在当时的贴吧和论坛上,网友对麒麟的评价似乎更多是不信任。比如GPU不如高通,28纳米工艺等了太久等等。虽然当时麒麟系列芯片已经在CPU规格等领域能够媲美旗舰芯片,但绝没人说麒麟有多么领先。

时间来到麒麟970、980时代,人们更多开始谈论麒麟的创新,比如在端侧AI领域的突破,在关键性能上领先。这时网上关于麒麟、骁龙和苹果A系列芯片到底谁是第一,开始呈现出胶着的争论。至少毫无疑问的是,麒麟已经并肩于世界第一移动芯片阵营。

而当麒麟990发布之后,对于记得这段“历史”的人来说,最震撼之处莫过于,无论从评价一枚移动芯片的任何角度看过去,麒麟990 5G都做到了那个五年前听起来似乎不可能完成的任务——真正在移动芯片领域达成全面领先。

万马千军,恍如一梦。

华山一路

有必要回到麒麟990芯片本身,验证一下关于“全面领先”的判断,是否只是我的一厢情愿。

我们知道,华为海思在移动芯片领域虽然有长期的积累,但在旗舰移动芯片上与整个中国半导体产业一样,都只能算是后来者。这就导致在CPU、GPU这些基础芯片领域,麒麟以往似乎处在跟随者的位置上。

对于麒麟和高通、苹果的对比,好事者争论的焦点往往也在于麒麟的基础性能,有所谓“麒麟长在创新,骁龙长在基础”的说法。

而性能优化这种事,从来就是自古华山一条路,只能强攻,没法智取。麒麟990 5G一个显著的突破点在于,在性能上进行了令人咋舌的创新优化,强行突破了业内旗舰新品似有若无的性能极限。

最基本的体现在于,麒麟990 5G集成了103亿晶体管,采用业界领先的7nm+ EUV工艺制程,板级面积相比业界其他方案小36%。虽然说芯片不见得晶体管越多性能越好,但晶体管数量代表着计算能力,是性能与解决方案集成的基础。

业界首款旗舰5G SoC芯片,融合5G和AI的革命性飞跃

对比一下就会明白麒麟990 5G的颠覆之处。在去年的旗舰芯片中,麒麟980和苹果A12都是69亿晶体管,骁龙855是60亿。麒麟990 5G一跃超过了100亿大关,其中既有使用7nm+ EUV这个业界最先进工艺的帮助,也是集成能力与设计能力的集中体现。

基础工艺的进化支持,麒麟990 5G在CPU与GPU两大性能上都取得了长足进步。CPU方面,麒麟990 5G采用2个大核(基于Cortex-A76开发)+2个中核(基于Cortex-A76开发)+4个小核(Cortex-A55)的三档能效架构,最高主频可达2.86GHz,与业界主流旗舰芯片相比,单核性能提高10%,多核性能提高9%。

最佳CPU能效

针对一直以来被认为是相对短板的GPU,麒麟990 5G搭载了16核Mali-G76 GPU,与业界主流旗舰芯片相比,图形处理性能高6%,能效优20%。

针对游戏场景,麒麟990 5G还提供高性能、高能效、高画质游戏解决方案。同时,全新系统级Smart Cache分流,支持智能分配DDR数据,在重载游戏等大带宽场景下带宽较上一代最高可节省15%,功耗可降低12%。

在CPU与GPU之外,关于影像方面的创新似乎已经不用多说,全球用户显然已经对华为的影像能力彻底信服了。这一次麒麟990 5G全球首发双域联合视频降噪技术,视频降噪能力提升20%;并且首次在手机芯片上实现BM3D单反级硬件降噪技术,照片降噪能力提升30%。

在这样大幅度的性能优化下,有理由相信麒麟990 5G已经冲破了业界预期极限,在这条必须一往无前的路上杀出了领先身位。

在此之外,在今天全球关注的AI与5G战场上,麒麟就更是持剑天地宽了。

AI一城

如果说麒麟970搭载NPU横空出世时,业内更多的问题是AI到底干什么用、是否有必要构成芯片核心模块,那么来到今天,SoC中的AI加速模块已经构成了产业共识,AI也成为了智能手机创新能力的核心来源。

在这个过程中,华为也从新大陆的发现者,变成了在其他航船拼命驶来之际,新大陆的筑城者与生态中枢。

历数两年来麒麟芯片在移动AI端的优势构建,可以分为三个部分:

一、押注端侧AI,发现新大陆

2017年,麒麟970在业内首次采用独立NPU神经网络处理单元,开启了旗舰机AI影像识别的产业应用;2018年,麒麟980搭载双核NPU,带来AI人像留色、卡路里识别等一系列创新体验。不断强化的算力提升与产业应用探索,构筑了华为在移动AI上的先发优势,始终领先于行业一个周期。而到麒麟990发布之际,这个周期不仅体现于其AI算力的大幅提升,更展现为多种AI能力的进化,以及AI于ISP、AI与AR能力的软硬一体化结合。在用户指责苹果空有AI算力缺乏产业应用的时候,华为已经在新大陆的探索中遥遥领先。

二、战略会和,搭载达芬奇架构

不久之前,麒麟810芯片首次在手机芯片上搭载了华为自研的达芬奇架构。达芬奇架构,是一个极具突破性的3D矩阵运算架构。通过不同维度多层数据的同时纳入,有效支持了张量计算任务需求,达成了更好的算力基础,把AI任务处理能力进行了指数级提升。

基于达芬奇架构的昇腾系列芯片及IP,可以说是华为立足AI的基础,也是华为AI技术体系的结晶。纳入麒麟之后效果惊人,一举让麒麟810以中端芯片的成本获得了旗舰级芯片的AI加速能力。

这次麒麟990 5G,是首款采用达芬奇架构NPU的旗舰级芯片,并且创新设计了NPU双大核+NPU微核计算架构。

在双大核NPU(昇腾 Lite*2)加持下,麒麟990 5G与业界其他旗舰AI芯片相比,性能优势高达6倍,能效优势高达8倍。在多个主流神经网络任务中,麒麟990 5G的FP16和int8性能和能效均达到业界最佳水平。

而微核NPU(昇腾Tiny)则专注提供超低功耗应用。AI作为一种极富延展性的能力,其任务量可大可小,大型AI任务需要大算力NPU的加持。而一些高频次,低功耗的典型AI任务,则更适合微核NPU操作。比如在人脸识别中,NPU微核比大核能效最高可提升24倍,让AI运算更省电。

此外,必须要注意的是,达芬奇架构意味着麒麟990 5G,将开启华为旗舰机与华为全栈AI能力的接入。由此带来的云端一体化AI想象力,极大概率将构成下一周期华为AI的继续大幅领先。

三、构建面向开发者的生态完整性

自麒麟970开始,华为就推出了HiAI平台,从一开始就将AI能力进行了开放与开发者赋能。目前,随着HiAI平台的不断成熟,全面开放以及算子的不断增多,华为已经建立了具有高度完整性的AI开发生态。根据不久前的数据,华为AI的API调用次达到了1.6万亿次。从拍照、旅行、购物、健康、教育、创意、艺术等等众多方面,华为的AI能力已经与我们的生活紧密相连。

麒麟990 5G的推出,将推助HiAI平台进一步升级:HiAI所支持算子将提升到300个以上,继续保持业界领先;将为开发者提供完备的IDE工具,支持代码自动生成;提供达芬奇架构IR开放,支持业界主流框架对接,实现更加完备的兼容性。

移动AI终端出货量第一,平台、生态工具最完整,这些因素让麒麟与HiAI创造了AI开发者的应许之地。今天,这也成为华为移动AI全面领先的主要组成。

以上三点,可以说是在麒麟990当中,形成了一次完整的汇聚。对于AI的发现探索、技术会师,以及生态繁荣,让麒麟990支持的AI想象空间大幅跨越。

比如我们已经能够看到的一些AI应用前瞻:基于AI与ISP能力结合,麒麟990 5G支持Face AR能力,可以通过人脸图像数据和神经网络算法,对人脸进行建模、实时跟踪、表情捕获,并进一步分析出人脸信息背后的诸如心率、呼吸率等健康数据;麒麟990 5G还可以实现AI多人实时换背景,通过先进的AI多实例分割技术,能够将视频画面中的每一个人物主体单独识别出来,实现多人物视频拍摄替换背景,甚至可以选择画面中需要保留的人物;AI视频超分,还可以还原老旧设备拍摄的视频画质,让画面瞬间达到高清质感。

在麒麟身上演化出的AI时代,已经倒逼行业走上了移动智能化之路。而在麒麟990 5G中,产业先发优势、生态平台优势,以及达芬奇架构提供的暴力性能优势完整融合。

麒麟的AI之城,如今已是万家灯火、华灯如昼。横向来看,无论是苹果还是高通,已经都无法集齐麒麟芯片在AI领域所具备的优势——这包含了产业敏锐度、生态建设能力,以及华为体系庞大的技术研发投入。

从自己发现和夯定行业赛道,到不断加速全面领先,移动AI这一局,是华为终端近几年最完美的一次发挥。

5G一瞬

芯片中的通讯支持能力,是一场别具一格的考验。

似乎在多年的4G历程中,我们很少关注一款新品的4G联接能力,或者至少不作为核心考虑因素。而当5G到来时,芯片是否能支持完整的5G网络,是否对5G基带进行集成,似乎成为了行业内外共同关注的话题。

移动网络迭代,是十年才会发生一次的大事。而迭代的间隙,往往容易发生行业洗牌。因为对新一代移动通讯网络理解更好、准备更完善的芯片产业,往往能够与接下来发生的应用换代、产品换代、用户期待迭代发生更紧密的联接关系。而一旦在代际更迭时失速,则很可能造成永久的产业排位交换。

所以说,5G是一场酝酿十年,发生在一瞬间的芯片角逐。而麒麟990 5G的胜利,似乎已经被整个产业认为是顺理成章,必然会发生的事情。

这得益于华为在5G基础技术以及网络侧技术的全面领先,并且最终凝结成到端到端的技术领先优势。在移动芯片领域,自巴龙5000开始海思的优势开始出现。直到麒麟990 5G,十年一瞬的身位交换终于达成。

带宽分配技术实现更好的5G能效

麒麟990 5G,是世界首款同步支持SA/NSA双架构和TDD/FDD全频段的移动芯片,能够充分应对不同网络、不同组网方式下对手机芯片的硬件需求,也是业界首个全网通5G SoC 。其5G峰值下载速率达到2.3Gbps,上行峰值速率达到1.25Gbps。为解决5G带来的功耗问题,麒麟990 5G率先支持BWP(Bandwidth Part)技术,在5G大带宽条件下实现带宽资源的灵活切换,与业界主流旗舰芯片相比,5G功耗表现优44%,实现稳定的5G联接。

如果说性能领先是战士一次又一次的冲锋,AI领先是法师一次美轮美奂的魔法,那么麒麟990 5G的5G领先,则更像是一次猎人的伏击:长线布局,静静等候,然后完成面向下一个十年的一击必杀。

至此,麒麟990 5G,已经在所有能窥见的领域完成了领先。

五十年,一次重构

网上有个段子,说上一次中国在无线通讯领域全球领先,是周幽王烽火戏诸侯。

与其说搞笑,相信诸位更能感觉到其中的可叹与苍凉。通讯实在关乎着太多事情,是社会经济发展的基石,智能技术落地的命脉,更何况中国在终端数、用户数、基站数都是当之无愧的全球第一。

然而,在基础技术领域,尤其是移动芯片,我们从来没有领先过。如果说,麒麟990重构了一些东西。那么我认为,最重要的一点是它重构了5G+AI这个移动新时代的故事开局——在新的开篇里,中国移动产业拥有全球最强的移动芯片;中国用户将获得时代领先的网络体验;中国开发者在用最具想象力的方式构建人工智能。

在移动SoC芯片这个所有故事开始的地方,麒麟990系列的到来,让产业格局的改变切实发生于此刻。五十年前或许我们不知道移动通讯这个故事,五十年中,我们已经对这个故事新的起点期待了太多次。

1G时代,那是属于“大哥大”的十年,大多数人不知道手机为何物。

2G时代,我们开始使用手机,但基本都靠进口,中国手机还遥遥无期,尤其是中国移动芯片还遥遥无期。

诺基亚和三星的3G时代,中国终端品牌起跑,中国互联网开始艰难模仿着国外的服务和应用。国人开始殷羡移动终端的底层技术。

2007年开始,苹果在4G时代全面爆发,造就了横亘全球的产品神话。而在4G后半程,中国品牌全面加速,华为在2019年Q2成为全球唯一出货量同比增长超过10%的品牌。在华为等厂商的带动下,中国消费终端跻身全球第一序列。

直到今天,5G开端已经到来,麒麟990已经全面领先。那么,接下来的5G时代属于谁?接下来的改变来自哪里?接下来的故事谁去讲?五十年弹指,所有的故事都被重构,光在长空,路在脚下。

唐代李益有一首《送柳判官赴振武》,很配今天:

关寒塞榆落,月白胡天风。

君逐嫖姚将,麒麟有战功。

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