麒麟970芯片如何

麒麟970芯片是华为在2017年推出的首款集成独立神经网络处理单元（NPU）的移动处理器，标志着智能手机芯片正式迈入人工智能时代。它采用先进的十纳米制程工艺，集成了五十五亿个晶体管，在性能、能效和人工智能计算能力上实现了显著突破。本文将从其架构设计、人工智能特性、实际性能表现、历史地位及深远影响等多个维度，进行深入而全面的剖析。

       当时间回溯到2017年秋季，智能手机市场的竞争焦点正从单纯的硬件堆砌，悄然转向更深层次的智慧体验。就在那个关键节点，华为消费者业务集团正式发布了其新一代旗舰移动平台——麒麟970。这不仅是一款常规的性能迭代产品，更被业界广泛视为一场具有划时代意义的“奇点”事件。因为它首次将一块专门用于人工智能计算的独立硬件单元——神经网络处理单元（NPU），集成到了手机系统级芯片（SoC）的核心之中。从此，“芯片是否具备独立人工智能计算能力”成为了衡量旗舰手机智慧程度的新标尺。今天，就让我们拨开时间的帷幕，从多个层面深入探究：这款开启了一个时代的麒麟970芯片，究竟表现如何？

       一、 诞生背景与战略定位：一场深思熟虑的豪赌

       在麒麟970面世之前，全球高端手机芯片市场主要由高通、苹果和三星主导。华为海思的麒麟芯片虽已凭借稳定的性能和出色的能效在旗舰机型上站稳脚跟，但若要实现真正的引领与超越，必须找到差异化的突破口。彼时，人工智能在云端计算领域已如火如荼，但在终端设备上，尤其是手机端，受限于功耗、算力和实时性，其应用大多停留在浅层的软件算法优化层面。华为敏锐地捕捉到了将人工智能从“云”下沉到“端”的历史性机遇。因此，麒麟970的核心使命非常明确：它不再仅仅追求中央处理器（CPU）和图形处理器（GPU）的常规性能提升，而是要成为全球首款内置独立神经网络处理单元的智能手机人工智能计算平台，为移动设备赋予本地、实时、高效的人工智能处理能力，从而在未来的智慧手机竞争中抢占战略制高点。

       二、 核心架构与工艺制程：强大性能的基石

       一款芯片的强大，首先建立在扎实的物理基础之上。麒麟970采用了当时业界领先的台积电十纳米制程工艺。更精密的工艺意味着在单位面积内可以集成更多的晶体管，同时实现更低的功耗和更高的运行频率。官方数据显示，麒麟970在一个指甲盖大小的芯片内，集成了惊人的五十五亿个晶体管，其复杂度远超同期许多个人电脑的处理器。

       其核心架构采用经典的“大小核”异构设计思想。中央处理器部分，由四个基于ARM Cortex-A73架构的高性能大核心和四个基于ARM Cortex-A53架构的高能效小核心组成，即我们常说的“四大核加四小核”配置。这种设计可以智能地根据任务负载调度核心，在需要爆发性能时唤醒大核，在处理日常轻量任务时主要依赖高能效的小核，从而在性能和功耗之间取得精妙平衡。图形处理方面，麒麟970集成了ARM当时最新的Mali-G72图形处理器，核心数量多达十二个，相比上一代图形处理能力提升显著，为大型游戏和高帧率视频播放提供了有力支撑。

       三、 革命性创新：独立神经网络处理单元的引入

       如果说先进的工艺和强大的中央处理器与图形处理器是麒麟970的“躯体”，那么其内置的独立神经网络处理单元无疑是它的“灵魂”。这个被命名为“寒武纪1A”的神经网络处理单元，是麒麟970区别于所有前代芯片和同期竞品的最大特征。它的设计初衷非常专一：高效处理人工智能相关的计算任务，特别是神经网络的前向推理运算。

       在传统的移动芯片上，人工智能计算任务通常由中央处理器或图形处理器来兼任。然而，这两种通用处理器并非为人工智能计算而生，执行此类任务时往往效率低下、功耗高昂。独立的神经网络处理单元则完全不同，它采用了针对神经网络矩阵运算特化的硬件电路设计，能够以极高的能效比完成图像识别、语音识别、自然语言处理等人工智能任务。官方宣称，其人工智能性能密度大幅优于中央处理器和图形处理器，在典型的人工智能应用场景下，能效比更是有数十倍的提升。

       四、 异构计算架构：智慧调度的大脑

       仅仅拥有一块强大的神经网络处理单元硬件还不够，如何让中央处理器、图形处理器、神经网络处理单元乃至数字信号处理器（DSP）、图像信号处理器（ISP）等不同特长的计算单元协同工作，是更大的挑战。为此，华为创新性地提出了“人工智能移动计算架构”。

       这个架构的核心是一个高效的人工智能硬件调度器。它就像一个智慧的大脑，能够实时分析当前运行的应用和任务，自动识别其中的人工智能计算部分，并将其智能地分配给最合适的计算单元去执行。例如，对于简单的机器学习推断，可能由数字信号处理器高效完成；对于复杂的图像识别，则调用神经网络处理单元全力运算；而对于一些混合型任务，则由多个单元协作处理。这种异构计算架构，最大化地发挥了整个芯片集群的算力，实现了“术业有专攻，协同创高效”的目标。

       五、 人工智能性能的实际表现：从参数到体验

       麒麟970的理论人工智能算力在当时达到了惊人的每秒一万九千亿次人工智能运算。这个数字或许抽象，但其带来的体验提升却是实实在在、可感知的。最典型的应用体现在摄影领域。搭载麒麟970的华为Mate 10系列手机，其相机能够利用神经网络处理单元在毫秒级别内实时识别拍摄场景中的物体类别，如蓝天、绿植、人像、美食、夜景等，并据此自动调整相机参数，优化成像效果。这种“场景识别”功能，让普通用户也能轻松拍出色彩准确、曝光得当的照片。

       此外，在图像识别速度上，麒麟970也展现出了巨大优势。例如，进行一千张图片的识别任务，其耗时可能仅为传统中央处理器方案的几十分之一。这种本地化、实时化的人工智能处理能力，也为后续的实时物体追踪、更精准的语音助手交互、以及离线翻译等功能奠定了硬件基础，让手机真正开始“看懂世界、听懂声音”。

       六、 常规性能与能效：均衡的旗舰水准

       尽管人工智能是最大亮点，但作为一款旗舰移动平台，麒麟970在传统项目上的表现同样不容忽视。其中央处理器性能相比前代麒麟960有约百分之二十的提升，能效比提升则更为显著，这主要得益于十纳米制程的红利。在日常应用启动、多任务切换等场景下，流畅度有保证。

       图形处理器方面，十二核心的Mali-G72带来了可观的图形性能增长，足以流畅运行当时市面上绝大多数大型三D游戏在高画质下的表现。同时，华为引入了创新的图形处理技术，能够有效降低游戏过程中的功耗与发热，保障长时间游戏的稳定帧率。在综合能效管理上，麒麟970延续了该系列一贯的优势，配合大容量电池，为旗舰手机提供了出色的续航保障。

       七、 通信与连接能力：基带技术的领先

       通信能力一直是华为的看家本领，麒麟970集成了华为自研的第四代基带芯片，支持全球范围内广泛的网络频段，实现了真正的全球全网通。它率先支持了当时最新的移动通信技术规范，下行峰值速率达到惊人的每秒一点二吉比特，为即将到来的高速移动互联网时代做好了准备。

       在无线连接方面，它支持双通道无线网络技术，网络连接速度更快、延迟更低。蓝牙标准也升级到了更新的版本，传输带宽和距离均有改善。这些通信与连接能力的全面提升，确保了手机作为移动互联网核心终端的高速与稳定。

       八、 安全特性：构筑底层信任根

       随着移动支付和隐私数据的重要性日益凸显，芯片级安全变得至关重要。麒麟970内置了独立的安全处理单元，该单元拥有独立的硬件加解密引擎和存储空间，与主操作系统隔离。用户的指纹信息、人脸识别数据、支付密钥等敏感信息都被存储于此，即使手机操作系统被攻破，这部分核心安全数据也能得到硬件级的保护，为用户隐私和财产安全构筑了坚实的“保险箱”。

       九、 对产业与生态的深远影响

       麒麟970的推出，其意义远不止于提升了一款手机的性能。首先，它极大地推动了终端侧人工智能的产业化进程。它向整个行业证明，在手机端部署专用人工智能硬件不仅是可行的，而且是必要的。随后，高通、苹果等厂商也纷纷在其旗舰芯片中加入了人工智能加速单元，开启了手机芯片的“人工智能竞赛”新时代。

       其次，它刺激了移动人工智能应用生态的繁荣。开发者们开始积极探索如何利用终端神经网络处理单元的算力，开发出更智能、响应更快的应用程序，从摄影美化到语音交互，从增强现实到健康监测，应用场景不断拓展。

       十、 历史局限与客观评价

       以今天的眼光回望，我们也需客观看待麒麟970的历史局限。其首代神经网络处理单元更专注于推理，在神经网络训练能力上相对较弱。初期的软件开发工具和生态支持也经历了一个从无到有的完善过程，第三方应用对其人工智能能力的调用在初期并不充分。此外，与后续推出的麒麟980、990等采用更先进制程和架构的芯片相比，其在绝对性能和能效上自然存在代际差距。然而，这些都属于技术发展过程中的正常现象，无法掩盖其作为开拓者的光芒。

       十一、 实际搭载机型与市场反馈

       麒麟970主要搭载于华为2017至2018年间的多款旗舰及高端机型上，其中最著名的当属华为Mate 10系列和P20系列。这些手机凭借麒麟970强大的人工智能摄影能力，尤其是在暗光拍摄上的突破性表现，在全球市场获得了极高的评价和销量，成功奠定了华为在高端影像领域的领导地位。市场热烈的反馈，也反向印证了麒麟970芯片战略方向的正确性。

       十二、 总结：一座移动人工智能的里程碑

       综上所述，麒麟970绝非一款普通的迭代芯片。它是一款在正确的时间，以超前的眼光，推出的具有战略决定意义的产品。它成功地将人工智能计算从云端牵引至终端，为智能手机赋予了前所未有的本地智慧。尽管从纯粹的性能参数表上看，它可能已被后来的产品超越，但其所开创的终端人工智能计算范式，所引领的产业竞争新维度，以及为亿万用户带来的切实智慧体验提升，使其当之无愧地成为移动芯片发展史上的一座重要里程碑。它回答的不仅仅是“麒麟970芯片如何”这个问题，更回答了“未来的手机芯片应该走向何方”。其勇于创新、敢于定义未来的精神，或许是其留给行业最宝贵的遗产。