華為Fellow艾偉：Mate20的心臟—麒麟980全揭秘

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機器之心原創，作者：李澤南。

8 月 31 日，華為在德國柏林的 IFA 上向人們展示了旗下最新 AI 手機晶元麒麟 980 的強大實力。昨天，華為又在上海舉行了一場發布會。這一次，我們與華為晶元和硬體的產品和技術規劃負責人，華為 Fellow 艾偉聊了聊，深入了解了麒麟 980 更多的細節，以及華為在新一代晶元背後的研發歷程。

今天我們看到的麒麟 980 晶元，是華為三年多努力的成果。「從 2015 年麒麟 950 推出時，我們就與合作夥伴一道開始了對 7 納米 FinFIT 工藝的探索。」艾偉表示。

三年，對於一款採用新製程的晶元來說並不算長。華為表示，麒麟 980 在驗證技術之後只有一次修改機會就面臨量產了，這意味著幾乎不能出錯。在這個過程中研究人員花費了大量時間進行驗證，幸運的是，今天我們看到的麒麟 980 已經成為了全球第一款 7 納米手機晶元。

作為為數不多自研晶元的通信廠商，華為對此感到非常自豪。「晶元集成度的創新是所有創新的基礎，因為它必須在面積功耗一定的情況下保持性能的提升，為其他東西騰出空間。晶元是唯一一個『反通貨膨脹』的行業。」艾偉表示。直到今天，麒麟晶元的發展仍然遵循摩爾定律。

麒麟 980 率先搭載了定製化的 Cortex A76 處理器。但並沒有將其設置為 Arm 宣稱的最高頻率（3GHz）。對此，艾偉表示這是基於對功耗的考慮：「首先，7nm 製程在性能上已有很大的提升。但作為一個多處理器的系統，我們主要面臨的是散熱問題。運行頻率和耗電量成正比，跟電壓的平方成正比。頻率的提升在手機上可能會導致無法接受的發熱。」

現在 CPU 的並行效率還並不是很好，經常會出現 APP 無法有效利用全部 8 個 CPU 核心的情況——GPU 就沒這個問題：GPU 理論上就是要堆核，這樣可以做到讓主頻降下來，性能卻有提升（這也是麒麟 980 在 GPU 上的改進）。

針對這樣的情況，麒麟 980 採用了雙頻率大核加小核的 2+2+4 設計。兩個 Cortex A76 核心為 2.6GHz 的高頻率，負責處理高強度負載；另有兩個 A76 運行在 1.92GHz 的較低頻率上，負責處理其他常用負載。這不是華為第一次嘗試為同樣的核心設置不同運行頻率：在 2015 年，華為已在麒麟 930 中嘗試過對 Cortex A53 進行了類似的設計。

7 納米+多頻率核心，搭載麒麟 980 的手機功耗表現到底會有多大提升？這個或許還要考慮用戶對手機的使用習慣。雖然技術每年都在進步，但人們對於手機的使用習慣也在快速的變化當中。華為希望能夠保持住「讓重度用戶滿意」的使用體驗，然而短視頻等新應用的興起對於手機功耗表現提出了更嚴苛的要求。

「去年的 4G 套餐只有幾個 G，今年各家運營商推出了『不限量套餐』，可以包月 20G 以上。」艾偉介紹道，「我們在測試中也發現：短視頻的需要功耗相比看電視劇要大上很多，這意味著我們需要新的工藝來應對這一挑戰。」

或許兩年前「重度」的標準是每天使用手機 5 個小時，而今天已經變成 7 個小時了——不知不覺中人們的習慣已經出現了變化。這是一個有趣的話題，或許也是一個讓我們換機的理由。

在麒麟 970 上，華為提出了「嚇人的技術」：GPU Turbo，它並不是電路級的改進，而是軟體優化，這展現出了目前麒麟架構的發展潛力。華為希望隨著 HiAI 移動計算架構的發展，讓越來越多的開發者們參與進來，發展出更多、更具創新的技術和應用。

「我們希望在未來『嚇人的技術』不會是華為出，而是由應用廠商推出的。」艾偉表示，「最近幾年來，隨著麒麟開放平台的普及。我們希望應用廠商能夠更多地使用我們的技術，這樣才能讓 AI 晶元的能量才能爆發出來。」

在即將推出的 2.0 版本中，HiAI 的運算元能力將從現在的 97 個增加到 147 個。目前，HiAI 的發展方向著重於計算機視覺：未來的 APP 或許會需要複雜物體識別與 AR 技術的結合，華為正在提升面向對象的視頻處理能力，希望開放更強的能力，為應用創造更多可能性。

這次麒麟 980 的雙 NPU 設計為視頻的實時處理提供了必要條件：其 AI 運算性能提升了一倍多，已可以做到同時在視頻場景下對多個物體進行識別的能力了。

作為手機日常使用的核心功能，麒麟晶元也專註於提升拍照性能。麒麟 980 採用了全新第四代自研 ISP，像素吞吐率比上一代提升了 46%，能夠分區域調節圖像色彩與灰階。華為稱，與麒麟 970 相比，新的晶元支持更多攝像頭，可以帶來全新的拍照體驗。

麒麟 980 達成的幾個「第一」中，最重要的或許就是「全球最早商用 7nm 工藝的手機 SoC 晶元」了。眾所周知，全球晶元製造商目前在推進位程的道路上正在遇到越來越多的困難。華為已表示，麒麟 980 的成本會有提升，這或許會表現在即將推出的 Mate20 手機上。「新工藝的成本肯定是越來越貴的。開發費用折算下來，也會讓成本有所提高，」艾偉表示。「未來先進晶元工藝的賽道上不會有現在這麼多玩家了，但我們還是希望能讓更多的人用上麒麟晶元。」

艾偉表示，此前網上流傳的「麒麟 980 研發成本約為 3 億美元」是個過於低估的數字：「另外，我們在研發中還有一些基礎工藝、IP、網路晶元的開發成本被其他項目分攤了。如果沒有分攤的話，麒麟 980 的研發成本還會進一步升高。」

華為在 7nm 製程提升的節點再次搶佔了第一的位置，而採用新工藝帶來的挑戰一直很大。」艾偉表示。「未來的 5nm 工藝肯定是越來越難——這意味著再一次使用新材料。我們希望在下一個製程節點能夠守住這個第一。」

最後是 5G 網路的問題。華為在推出麒麟 980 的時候宣稱其已經準備好了支持 5G 網路的組件，可在未來通過加入 Balong 5000 基帶獲得完整的 5G 能力。但目前來看，5G 距離正式商用還有一段距離。

「5G 目前還只存在於標準、學術界層面上。」艾偉介紹道。「從現在開始往後看，還需要標準凍結、運營商兼容性測試、外場測試和友好用戶商用等幾步。這個過程現在看起來會持續到明年下半年以後。我們今天提供的手機晶元解決方案可以支持運營商做手機的外場測試，測試機型將於明年 6 月推出。在這之後才會有真正的 5G。」

在這一番技術解讀之後，我們已「提前了解」了第一款搭載麒麟 980 的手機 Mate20 的部分性能。10 月 16 號華為還將帶給我們什麼驚喜？敬請期待。