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骁龙855或成高通首款搭载NPU的芯片:AI时机已到?
2018-08-20 19:10:09  出处:雷锋网  作者:包永刚 编辑:万南   点击可以复制本篇文章的标题和链接

去年,麒麟970凭借全球首款搭载NPU的手机AI芯片备受关注,消息称今年麒麟980将升级NPU并首发全球7nm手机SoC,因此麒麟980吸引了更多关注。作为全球移动SoC的霸主,高通自然不会视而不见。

雷锋网消息,高通新一代旗舰处理器骁龙855不仅将采用台积电7nm工艺,还将首次配备专用神经处理单元(NPU)。另外,曝光的消息也指出新款处理器将会使用其他的命名方式,但无论如何,搭载NPU的骁龙到底是要与麒麟980竞争还是高通看准了时机?

骁龙855或成高通首款搭载NPU的芯片:AI时机已到?

高通首款集成NPU的AI芯片

根据此前的爆料,骁龙855将采用7nm工艺来提升性能和效能,这一点在高通员工LinkedIn的档案中得到了证实。另外,早在2017年就有报道称为了能使用更先进的7nm工艺制造新款旗舰处理器,高通将会放弃与三星合作选择台积电,最近几年,三星为高通生产了骁龙820、骁龙821和骁龙835。

近日,此前曝光消息都比较可靠的Roland Quandt称,骁龙855可能会以骁龙8150的名称进入市场,它将拥有一个专用的NPU,这个NPU与去年麒麟970搭载的NPU类似将用于提升AI性能。搭载NPU的优势显而易见,由于NPU可以处理此前需要由CPU或DSP处理的图像或语音数据,增加NPU可以提升手机的性能同时实现更多的AI功能。高通员工的LinkedIn个人资料显示,他们会继续微调即将推出的旗舰芯片的硬件设计,NPU是SoC中一个独立部分。

至于5G功能,此前的消息是骁龙855将配备骁龙X50(SDX50)5G调制解调器,但最新的消息称骁龙855将不会集成SDX50而是SDX24,实现5G功能将需要通过外挂SDX50。总体来看,骁龙855基于台积电7nm,尺寸为12.4 x 12.4mm,将首次集成NPU,通信方面集成SDX24 LTE调制解调器,支持Cat.20 LTE以达到2Gbps的下行速度。

据雷锋网(公众号:雷锋网)了解,高通将会在今年12月的年度技术峰会上推出骁龙855,用于Windows笔记本电脑和平板电脑的骁龙1000也会一同发布。

骁龙855(代号Hana)正在以SDM855的名义在内部开发,但外媒WinFuture称其看到的第三方文档显示该处理器的名称已经改变了几个月,现在的名称为SDM8150,这意味着它将作为Snapdragon 8150上市,但仍具有相同的“Hana”代号。WinFuture认为高通改变命名的原因可能是为了更容易与手机SoC以及Windows10和Chrome OS系统的SoC进行区分。

不过,新SoC的最终名称可能尚未确定,WinFuture推测SM8150中的“SM”代表Snapdragon Mobile。

骁龙855或成高通首款搭载NPU的芯片:AI时机已到?

与麒麟980竞争?

纵观如今的手机处理器市场,麒麟970在去年9月2日在德国柏林的IFA上正式发布,被称作全球首款人工智能手机SoC,搭载麒麟970的华为Mate10在同年10月16日发布。苹果在2017年9月12日的秋季新品发布会上随iPhoneX一起发布了A11 Bionic,A11首次搭载的专用于机器学习的硬件 “神经网络引擎(Neural Engine)”,每秒运算次数最高可达6000亿次。

今年3月,联发科的首款AI芯片Helio P60在国内亮相,Helio P60集成了基于Edge AI平台人工智能单元双核 APU(AI processing unit),并首次将可协调 CPU、GPU 和 APU 之间的运作的NeuroPilot AI技术带入智能手机,方便 AI 应用程序执行。

同样在3月,三星正式宣布了型号为 Exynos 9610 的新一代处理器,该处理器集成了一个基于深度学习技术的专用 AI 硬件单元,三星称之为 Vision Image Processing Unit(可翻译为视觉图像处理单元),可以算作是三星真正意义上的一款智能手机 AI 芯片。

本月底,华为海思将发布基于7nm工艺的麒麟980,并很有可能搭载寒武纪今年5月发布的第三代IP产品“寒武纪 1M”实现对NPU的升级。苹果也会在下月发布的新款iPhone中搭载7nm A12,神经网络引擎很有可能会得到升级。虽然麒麟980和A12只会应用于华为和苹果自家的手机,但Helio P60也已经集成了APU,作为全球最大的手机SoC提供商,高通至今还未给手机SoC增加NPU。

不过,在今年2月,初高通宣布推出人工智能引擎AI Engine(Artificial Intelligence Engine),该人工智能引擎AI Engine由多个硬件与软件组成。硬件方面,在AI Engine的支持下骁龙核心硬件架构—Hexagon向量处理器、Adreno GPU和Kryo CPU都将在终端侧支持和优化人工智能应用,并且骁龙845、骁龙835、骁龙820、骁龙660移动平台都将支持该人工智能引擎AI Engine。软件方面则包括骁龙神经处理引擎(Neural Processing Engine, NPE)软件框架、随Google Android Oreo发布的Android NN API、Hexagon Neutral Network(NN)库。

但AI Engine毕竟没有专门为处理AI应用增加硬件,在AI性能的表现上与搭载NPU的手机SoC相比有差距也不会让人感到意外。今年早些时候的一份测试数据显示,骁龙845在鲁大师AI性能排行榜上仅跑到199分,和排名第一位的荣耀V10差了43分。有媒体用荣耀V10与三星S9进行实测对比,麒麟970的AI性能还是领先于通过对已有软硬件的优化的三星S9。因此,骁龙855搭载NPU从目前的市场环境来看并不会让人感到意外,毕竟需要和麒麟980、A12竞争。

AI芯片的“时机”已到?

更为重要的是,高通是只能拿出基于软硬件优化的AI Engine还是技术可实现但未推出搭载NPU的SoC?答案无疑是后者。雷锋网从一位高通前技术高管处了解到,作为有深厚技术积累的公司,高通早在三四年前就已经有AI芯片项目,至少在两年前就有NPU,但由于没有看到实际的应用支撑迟迟没有量产。

实际应用是否真的是关键?以麒麟970为例,NPU的FP16 性能达到了1.92 TFLOP,几乎是麒麟 960 的 3 倍(0.6 TFLOP 左右),体现在应用上,麒麟970的图像识别速度达到了约2000张/分钟,iPhone 7 Plus是487张/分钟,三星S8是95张/分钟。

在拍照中,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,双摄背景虚化时让手机对边缘虚化的处理更准确,还可以在AR 相机中显著提高渲染的速度,降低功耗。还有,借助 NPU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。

不过,麒麟970发布的同时华为还展示了“开放移动 AI 平台(Open Mobile AI Platform)”,该平台会为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,这意味着华为在积极推动移动AI生态的建设,寻找更多的应用,更好地发挥NPU的性能。

与麒麟970类似,iPhoneX搭载的A11的神经网络引擎目前可见的作用可以在拍照、AR、Face ID方面体现。显然,NPU的性能并未完全发挥出来,应用场景也还不够丰富,对于提供SoC的高通而言,性能和成本不得不谨慎权衡。毕竟在今年三月,小米创始人雷军发微博称:“骁龙845,最新旗舰,非常出色,只有一个缺点:太贵了!!!骁龙845,再加上17%的进口增值税,500多元!是骁龙660的三倍多!”

手机处理器在一款手机的BOM清单中一直占有不小的比例,在竞争异常激烈的手机市场,集成NPU短期内只会增加处理器的成本,如果没有足够大的提升和应用的支撑,无论是SoC提供商还是手机厂商,集成NPU的SoC并非最好的选择。因此在经过其它手机厂商对市场的教育以及生态建设已经开始之后,推出AI芯片时机也逐步成熟,因此骁龙855虽然抢不了首发甚至来的有点晚,但却能将风险降低。

高通的打算或许不仅仅如此,Quandt在最新的爆料中还指出,他发现了“SDM855AU”,这意味着骁龙855还将会有汽车版本,需要补充的是,高通此前推出过骁龙汽车处理器骁龙820A。推出骁龙855汽车版本也符合逻辑,毕竟AI还处于非常早期的阶段,AI处理器需要更多的应用场景支撑。同时,高通虽然收购NXP失败,但高通继续深入汽车市场的方向并不会改变,而骁龙855就是一个很好的产品。

雷锋网小结

到底是市场的竞争让骁龙855不得不集成NPU还是高通已经明确如今的应用已经足以支撑其推出AI芯片?谁是主要的因素很难做简单的判断。不过,从高通对AI芯片态度我们可以看到,现在AI芯片的发展最大的阻碍并非技术而是应用,需求迫切且市场规模足够大的应用场景才能够更快推动AI芯片的发展,反过来也将推动AI技术的进步,最终推动AI的发展。

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