【原创】深度揭秘麒麟970 人工智能处理器,它的强大超出你想象!

深度揭秘麒麟970 人工智能处理器,它的强大超出你想象!

作者:张国斌

2017年9月2日,华为消费者业务CEO余承东在德国柏林IFA2017大会官方论坛发表“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,并正式发布了麒麟970芯片。这款有55亿晶体管、全球首款内置神经网络处理单元(NPU)的人工智能处理器震撼了产业,震撼了全球!从公布的数据来看,NPU运算能力达到1.92T FP16 OPS!是同等CPU处理器能力的25倍!能效是其50倍!这款处理器让华为一举站在了全球移动人工智能(AI)领域的最前沿!

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麒麟970 AI处理器对人工智能产业发展有何意义?它对智能手机发展有何重要意义?为何在两年前定义的这款芯片能赶上了全球人工智能大潮?结合我和产业人士的交流谈谈自己的感受。

一、异构与端云结合实现人工智能非常有价值

几年前,产业都在讨论如何在云端实现人工智能,而华为探索了新的模式,就是端云结合实现人工智能,云端智能的优势在于强大的运算能力,基于大数据给出大智慧,在策略性输出上有极大优势。而端侧在具备了强大的感知能力之后,手机就会成为帮助用户思考的分身和伙伴。两者达成平衡与协调,才是未来终端发展的出路。这次麒麟970也是人工智能处理器从服务器走向便携化的一个重要里程碑,意义非常重大,借用一位大佬的评论:“这也许是手机的一小步,但是一定是人类生活的一大步。”

由于人工智能处理器需要进行大量的计算因此需要消耗大量功耗,按照以前的思路,人工智能处理器需要将在云端处理利用服务器的计算资源完成处理,但是显然这不现实,因为大量数据需要上传不仅占用带宽还有延时问题,不能实现真正的实时人工智能处理器,在麒麟970之前,移动端还没有一款可以真正支持人工智能出来的ASIC芯片,因此这个探索意义非常大。

麒麟970采用异构架构完成人工智能处理,芯片括了CPU、GPU、NPU、ISP、DSP。以前大家从人工智能角度来看,认为NPU是做AI的,AI就是要靠NPU去实现的,但从麒麟970来看不完全是。NPU在实现AI上承担了很多主要工作,但是CPU、GPU也参与了处理,例如ISP也参与很多相关工作。所以,未来以异构架构实现人工智能将成为主流,这个异构SoC将成为一个AI计算平台。

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从余承东公布的华为人工智能战略来看,在未来终端上的人工智能实现需通过端云协同,华为构建芯、端、云协同发展,通过结合云端和终端的能力,实现手机从智能终端到智慧终端的跨越,给用户带来颠覆性的体验。这可能引发智能手机巨大的新变革。

二、吹响智能手机“十年一变”号角

在手机产品界及手机领域有个“十年一变”的规律,1997年11月诺基亚发布了全球首款内置游戏的移动电话诺基亚6110,其贪吃蛇游戏是有史以来第一款手机游戏,这款手机相信很多人都买过,它成为诺基亚在功能机时代封王的奠基者。

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2007年11月5日,安卓系统正式发布,Android一词最早出现于法国作家利尔亚当(Auguste Villiers de l'Isle-Adam)在1886年发表的科幻小说《未来夏娃》(L'ève future)中。他将外表像人的机器起名为Android。这个绿色小机器人颠覆了功能机,也是在2007年,苹果iPhone惊艳面市,以此为标志,我们正式进入了智能手机时代。

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时间到了2017年,智能手机将再次面临重大分化,人工智能在2017年将成为智能手机的分水岭,未来手机将只有人工智能手机和非人工智能手机两种。

从现在往前看,原来的手机是纯粹的通信工具,后来加入计算器、录音机等一堆硬件。到了智能手机,本质上其还是工具属性较强,把互联网变成了移动互联网,同时具有一个开放生态,可以往里做各种各样的应用创新。但是智能手机对人的理解,对环境的理解还没有本质的变化,所以智能手机还是一个升级版的工具。但当人工智能引进以后,手机本身有足够强的处理能力,有传感器,才有可能把手机从工具属性变成更加类似像宠物一样的东西,具备理解能力,一开始做不到那么懂你,但是慢慢还是能懂的。不同的手机拿到不同的人手里,表现也会不同。

因为手机有了人工智能,它带来了无限可能。人工智能应用场景非常多,几乎无所不包,以手机拍照为例,就像单反里基本的光学部分都很好,但如何设置出恰当的参数是很麻烦的事情,未来AI手机在这方面可以更加有效,能够对环境有足够的了解,对拍摄对象有识别,进行一定的校正,可以说AI手机成了一部懂得拍照的手机。降噪方面,以前我们理解降噪就是做相位对消,而采用了人工智能处理以后,它能使用我们目前还未知的方式进行消噪,就如同图像识别,人工智能CNN卷积神经网络,经过逐层的神经网络卷积等运算,自动提取和发现了我们目前难以理解的特征值一样,这个确实令人非常兴奋。

有了人工智能能力的手机,不但可以解析出用户的语言,更能分辨情绪,当手机能够分辨你在哪里,你是谁,并“猜”到你的心意,这样的手机真的更贴心了,人工智能手机还能基于用户画像和过往行为习惯及结合当前的使用场景,推测出用户的行为意图。以这样的路径发展下去,未来手机一定非常强大,它可以成为人的伙伴甚至教练,例如阿法狗就完全可以成为围棋教练。

在专业知识背景和本地结合下,可以把手机作为教练级伙伴。随着手机性能的不断提升,用户不断的使用,手机会不停的进化学习,到某一天,手机能全面与互联网结合,直接帮助人、甚至可能陪伴人。 

不过,人工智能技术发展后,手机将变成了一部值不值得去偷的手机,因为它只服务特定的用户,这个变化也是挺有意思。

三、开放人工智能开发环境,让华为手机超越苹果成为可能

余承东在9月2日的演讲中说:“华为将会把麒麟作为人工智能移动计算平台开放给更多的开发者和合作伙伴,让开发者利用麒麟970的强大AI算力,开发出更具想象力和全新体验的应用,共同造就移动AI计算应用的美好未来。”,华为一位技术大牛也说:“我们今年不只是发布一款芯片,还要发布整个开发环境,第三方可以尽早参与开发。”由此可以想象,华为凭借领先的人工智能平台,构建一个开放的人工智能开发环境,让更多第三方可以开发人工智能应用,这个有点类似目前的APP开发,未来开发者可以为华为人工智能开发不同的算法,一起开发AI应用。

这样的开发环境和先发优势让华为在人工智能生态系统建设上占领了优势,未来华为凭借这个优势完全有超过苹果的可能。(三星已经不在考虑范围之内了)

四、 谈点产品定义的思路

麒麟970是两年前定义的产品,为何在当时大家还在热衷于多核架构的时候,华为麒麟团队人就看到了人工智能的曙光?这里结合一些获取的信息谈谈产品定义。

首先,据华为公布的资料显示,在2012年以前,华为就开始思考智慧终端该有一颗什么样的大脑,以及Ta会干些什么?学习什么?如何思考?为了创造“A new brain”,华为做了各种相关的科学研究和应用尝试。例如通过“诺亚方舟实验室”做过探索。

诺亚方舟实验室成立于2012年。作为人工智能算法的研究、管理 AI 的技术合作、识别 AI 主要应用场景和需求管理等研究的前沿阵地,诺亚方舟实验室的创新产品和技术主要聚焦在数据挖掘、人机交互、智能系统以及大数据系统领域,主要致力于“从大数据到大智慧”,对未来5-10年的技术发展方向做前瞻性的研究。

自2016年起,诺亚方舟实验室的研究成果就已经逐步应用到华为的手机产品上——Mate 9、P10 所采用的人工智能,应用在传感器算法、计算机视觉、搜索引擎和语义理解等领域。例如Mate9应用了智能感知学习技术,能够跟踪趋势和行为模式,从而确保手机持续运行的快速和顺畅,避免出现像手机使用时间越长,反应越慢的情况;P10 & P10 Plus新增的Ultra Memory功能,结合智能感知和深度学习,实现了自动内存压缩和回收,以及自动碎片处理功能,极大提高了手机的响应速度,也缩短了应用启动时间。这些基础研究对于产品定义都非常有益。

其次,至于麒麟970芯片为何考虑加入人工智能?按照一位技术大牛的说法是华为考虑的是随着传感器能力慢慢达到人类水平,则需要智能处理的介入。

为什么呢?这是因为超越人体感官和人体智能这两者之间是有因果关系的。例如戴眼镜的人摘了眼镜看不清楚,收集不到合适的信息,其实就相当于智商下降,虽然有智力但是不能做判断和决策,对于手机也是一样,如果图像传感器或者麦克风很强大,但是没有智能介入,手机还只是硬件升级而已。

还有就是,即使手机图像处理做的再好跟人眼也还是有差别,其中的原因就是人脑里有感光视觉。举例来说,如果一个人对某个人很熟悉,则对着他的侧脸或者光线较暗的环境下大脑也能把那个人的样子补出来,而不熟的人就做不到,因为人脑没有足够多的细节去主动补充,这也是人工智能干预的例子。

这样,麒麟970的架构定义者就发现了感官和人工智能中间的关联,有了人工智能干预以后,sensor信号和人工智能结合就会跟人类视觉处理类似了,而如果手机的某些感官超过人类,则就可以能帮助到人类,顺着这个逻辑再推导,自然就会推导出麒麟970的架构,就是把感测信号和人工智能处理结合起来这才是手机架构的大的升级,这样,今天的明星麒麟970就应运而生了!这个思路很值得本土IC公司借鉴。

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从2008年海思K3V1开始到现在麒麟970,华为手机处理器经过十年发展,一举登顶全球手机处理器巅峰,凭借的就是务实和努力,为了这个荣耀,华为人付出了艰辛的劳动,如余承东在演讲中所言仅仅为了优化麒麟在高铁场景的通信体验,就在高铁上进行了40万公里场测。现在,华为已经规划麒麟990芯片,希望2年后的麒麟990继续震撼全球!关于麒麟970芯片,如果您还有想了解的信息,请留言评论!

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