作为一款为手机设计的系统级芯片（system on chip，即 soc），麒麟 970 包含了所有同类产品该有的部件，比如 cpu、gpu、**p、dsp、通讯基带，但麒麟 970 又多了一个所有同类产品都没有的东西—一颗为人工智能运算专门设计的 npu。下面我们就 soc 的各个部件出发，全面地了解一下麒麟 970。cpu、gpu：重点是降功耗
如果你是一个非常看重手机 soc 的 cpu、gpu 极限表现的「性能党」，麒麟 970 可能不会让你太兴奋。cpu 方面，麒麟 970 的参数相比麒麟 960 基本没有任何变化，依然是 8 颗核心，其中 4 颗为高性能的 arm 公版 a73 架构，最高主频 2.4ghz（麒麟 960 是 2.36ghz），4 颗位低功耗的 arm 公版 a53 架构，最高主频 1.8ghz（麒麟 960 是 1.84ghz）。有些遗憾的是，麒麟 970 并没有用上 arm 在今年 5 月发布的新一代 cortex-a75、cortex-a55 架构以及为 ai 相关运算优化的 dynamiiq 设计（麒麟 970 选择了另一种方法来提高 ai 运算）。当然了，考虑到 a75 和 a55 的发布时间、设计的复杂程度，麒麟 970 没用上也是可以理解的。https://pic4.zhimg.com/50/v2-197d78a1e34b8d4ce660b3cbd1bcf32b_hd.jpg" data-rawwidth="750" data-rawheight="423" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="750" data-original="https://pic4.zhimg.com/v2-197d78a1e34b8d4ce660b3cbd1bcf32b_r.jpg">
在发布会上，余承东并没有透露麒麟 970 的 cpu 性能相比 960 的变化，只是表示麒麟 970 的能耗比提升了 20%（主要得益于全新的 10 纳米制程）。至于实际的性能表现，不出意外的话，麒麟 970 应该和麒麟 960 处于同一段位，不会有非常明显的提升。当然，横向来看的话，麒麟 970 的 cpu 性能没提升其实不是什么大问题。从 geekbench 4 等**软件的得分上看，麒麟 960 的分数和高通骁龙 835、三星 exynos 8895 基本处于同一水准，明显强于联发科 helio x30。因此，即使麒麟 970 的 cpu 性能不变，也依然是 android 阵营里移动 soc 的顶级水准，只是不再像麒麟 960 发布时那么领先。相比起 cpu 上的保守，麒麟 970 在 gpu 上的「诚意」要显得更足一些。首先，麒麟 970 则用上了 arm 在今年 5 月刚刚发布的 mali-g72 架构，理论性能相比麒麟 960 上的 mali-g71 有所提升（arm 的官方说法是相比 g71 性能提高 20%，功耗比提升 25%）。此外，在核心数上，麒麟 970 的 gpu 也从麒麟 960 的 8 核增加到了 12 核。https://pic3.zhimg.com/50/v2-fccda033f67da2a0e09f38608667ce5a_hd.jpg" data-rawwidth="750" data-rawheight="423" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="750" data-original="https://pic3.zhimg.com/v2-fccda033f67da2a0e09f38608667ce5a_r.jpg">
实际性能上，余承东表示，相比起麒麟 960，麒麟 970 的性能有 20%的提升，并且能效比提升了 50%。照理说，由于麒麟 970 的 gpu 核心架构比麒麟 960 更先进，核心数还多了 50%，并且制程更先进，gpu 性能提升的幅度应该远不止 20%。之所以出现这种情况，很可能是华为将麒麟 970 的 gpu 主频压得比较低，从而更好地降低功耗（于是就有了提升幅度高达 50%的能效比）。不出意外，麒麟 960 上出现的 gpu「满血跑」时功耗感人的情况，麒麟 970 上不会再出现。通讯基带：比「千兆 lte」更快
作为一家通讯行业有着多年积累的公司，华为海思在通讯基带上有着深厚的「家底」，特别是去年的麒麟 960，直接在 soc 中集成了支持 lte cat.12/13 的 balong 750 基带（最大下行速度 600mbps，上行 150mbps），并且支持 cdma 网络，丝毫不逊色同期的高通骁龙 820、821。https://pic4.zhimg.com/50/v2-9d68fa4bb44668e1248d645f0f9fa2cb_hd.jpg" data-rawwidth="750" data-rawheight="423" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="750" data-original="https://pic4.zhimg.com/v2-9d68fa4bb44668e1248d645f0f9fa2cb_r.jpg">
在今年的麒麟 970 上，华为海思更进一步，直接大跨步到了 lte cat.18，最高下载速度飙到了 1.2gbps（4x4 mimo，3cc ca，256qam），也就是比之前业界最快、骁龙 835 和 exynos 8895「千兆 lte」还要再快上 200mbps。https://pic4.zhimg.com/50/v2-34eafe54e0e1e6dec4e8b6daecf45933_hd.jpg" data-rawwidth="3264" data-rawheight="1840" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="3264" data-original="https://pic4.zhimg.com/v2-34eafe54e0e1e6dec4e8b6daecf45933_r.jpg">
麒麟 970 还终于支持了在同时使用两张 sim 卡时，主副卡同时用 4g（上一代麒麟 960 的副卡只能支持 3g）。此外，麒麟 970 还特别针对高铁时的使用做了优化，信号更稳定，减少掉线。不过话还是要说回来，虽然麒麟 970 的通讯基带的确是厉害，但和骁龙 835、exynos 8895 等支持千兆 lte 的 soc 一样，普通用户想要真正体验到这种超高速 lte 网络，还得过上相当一段时间。一方面，超高速 lte 网络需要运营商的支持，虽然目前全球不少运营商（包括**联通）已经开始了千兆级 lte 的测试，但距离大规模商用还仍需时日。另一方面，在手机端，除了需要 soc 自身的基带支持，如果要支持千兆级的 lte，手机厂商还必须在手机的天线设计上投入额外的精力，以搭载骁龙 835 的手机为例，在目前上市的众多骁龙 835 手机中，真正能支持到千兆 lte 的只有三星 galaxy s8、htc u11 等少数国际品牌机型的部分型号。**p、dsp、codec、协处理器
**p 的全称是 image signal processor（图像信号处理器），主要功能是处理相机传感器中收集到的数据。麒麟 970 的 **p 主要是一些「常规升级」，依然是双核设计，拥有更快的速度，更快地对焦，更优秀的降噪效果，并且对运动图像的捕捉做了优化。不过相比起单纯的 **p 升级，npu 对相机体验的提升可能会更大（下文会详说）。在 dsp、配套 codec 等方面，麒麟 970 也有所提升，其中配套的音频 codec 可以支持 32bit/384k 的音频解码，过去几代华为高端机（mate、p 系列）上表现乏善可陈的内放音质，有望在麒麟 970 这代产品上获得明显的提升，当然前提是 mate 10 和 p11 系列还能保留 3.5 毫米耳机插孔。另外，麒麟 970 依然搭载了 i7 协处理器（和牙膏厂的 i7 没啥关系），而 inse（integrated secure element）和 tee 安全引擎，在麒麟 970 上也都在。在总线架构上，不出意外的话，麒麟 970 采用的应该是和 960 相同的 cci-550。10 纳米制程，比骁龙 835 还多的 55 亿个晶体管
制程上，不出意外，麒麟 970 用上了台积电（tsmc）最新的 10 纳米工艺，这应该是继苹果 a10x、联发科 helio x30 之后，第三款采用台积电 10 纳米制程的移动 soc。通常来说，在芯片晶体管数量相同的情况下，更先进的制程可以降低芯片的核心面积，有助于降低成本，并且更加有效地控制发热和功耗。在发布会上，余承东也表示，台积电的 10 纳米制程可以降低 20%的能耗，将芯片核心面积缩小 40%。不过有趣的是，麒麟 970 的核心面积并没有因为制程的进步而缩小，反而比麒麟 960 还要略大，这是因为麒麟 970 集成了高达 55 亿个晶体管，比麒麟 960 多出了 15 亿。55 亿个晶体管是什么概念呢？大家可以参考几个数字。intel 在 2014 年发布的拥有 18 个核心的至强 e5 cpu，也才内置了 55.6 亿个晶体管。在更具对比价值的移动 soc 中，以「对料」著称的苹果 a10 拥有 33 亿个晶体管，高通骁龙 835 拥有 31 亿个。需要说明的是，虽然晶体管数量对性能有一定的影响，并且通常是越多越好，但在芯片工艺、架构不同的情况下，我们是无法简单地用晶体管数量来判断性能的，尤其是在内部部件众多的移动 soc 中。npu：首款内置在手机 soc 中的人工智能芯片
终于到了麒麟 970 最特别的部分—npu。npu 的全称是 neural-network processing unit，也就是神经网络处理单元。关于这颗 npu 的功能，大家可以简单理解为专门高效地进行 ai 相关计算定制的处理器，就像 gpu 之于图形处理相关的计算，**p 之于成像相关的计算。传统的 cpu（包括 x86 和 arm）和 gpu 也是可以用来做深度学习计算的，但由于它们本身并不是专门为深度学习定制的，效率并不高。而麒麟 970 的这颗 npu 采用了来自寒武纪（cambricon）的 ip，专门为深度学习而定制，fp16 性能达到了 1.92 tflop，差不多是麒麟 960 的 3 倍（0.6 tflop 左右）。在发布会上，余承东展示了一张在进行 ai 运算时，npu 和 cpu、gpu 的对比。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 更是达到了 cpu 的 50 倍，gpu 的 6.25 倍（50/8）。另外，在华为内部的测试中，麒麟 970 的 npu 每分钟可以识别出 2005 张照片，而不使用 npu 的话则每分钟只能识别 97 张（这个速度应该是用 cpu 进行计算的），优势同样巨大。至于这颗 npu 具体能实现哪些特别的功能，我们还需要等到 mate 10、mate 10 pro 上来揭晓。在发布会上，余承东提到了一些 npu 在拍照方面的应用。具体到拍照中，npu 可以帮助手机更精准和快速地识别拍摄场景，让手机选择最合适的图像处理算法，在双摄背景虚化时，让手机对边缘虚化的处理更准确，还有最近很火的 ar 相机，npu 可显著提高渲染的速度，降低功耗。再比如说，有了 npu 之后，手机可以将语音和语义识别的部分工作转移到手机本地，提高语音和语义识别的表现，提高手机中语音交互应用（比如语音输入法、智能语音助手）的体验。值得一体的是，在发布会上，余承东还展示了「开放移动 ai 平台（open mobile ai platform）」，为 app 开发者提供了包括开发者网站和社区支持、开发套件以及自家的 app 分发商店在内的「全套」服务，吸引开发者开发可以调用 npu 性能的 app。不过这里有个问题，这一套方案只是针对搭载麒麟 970 的华为手机的，并不是一个开放的平台，这意味着开发者即使写出来能调用 npu 来实现某些强大功能的 app，也只能运行在仅有的几款华为手机上（短期内应该只有即将发布的 mate 10 和 mate 10 pro）。至于未来华为能吸引多少开发者来利用 npu 开发支持自家 ai 平台的 app，现在来看还是个未知数，但至少在接下来的几个月内，恐怕更多地需要依靠华为自己的软件工程师来开发相应的 app。当手机 soc 遇到 ai
对于喜欢折腾手机的用户来说，手机 soc 的性能可能永远都没有「过剩」的那一天，不过对于更多的「普通用户」来说，随着过去几年里 soc 整体性能的不断提升，新款 soc 在性能上带来的体验加成正在变得越来越小。在 5g 时代到来之前，在移动 vr 和 ar 应用取得突破之前，这种情况很可能会一直持续下去。在麒麟 970 上，华为探索了另外一种思路：在传统的手机 soc 上，额外增加一颗专门为 ai 相关运算定制的芯片（npu），让手机本身具备 ai 能力，完成一些和 ai 相关的应用。至于这颗 npu 到底能有多大的意义，我们至少还需要等到 10 月 16 日发布 mate 10 和 mate 10 pro 后才能作出判断，但可以确定的是，在 ai 席卷整个科技圈的浪潮中，麒麟 970 在 ai 上的探索只是一个开始。今年 5 月，arm 在发布新一代 cpu 架构 cortex-a75 和 a55 时，重点强调了提高 ai 运算能力的 dynamiq 设计。今年 7 月，高通开放了自家的神经处理引擎（neural processing engine，npe）的 sdk，帮助开发者使用骁龙 soc 进行 ai 相关的运算。或许到明年这个时候，当我们在讨论移动 soc 的时候，ai 芯片就会像 cpu、gpu 那样，成为智能手机中一个「常规」的组成部分。