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麒麟990 5G芯NPU怎样算力暴涨?华为自研达芬奇架构详解

2019-09-10 13:18:28 人工智能
  5G时代正一步一个脚印地走向你我,而随着5G商用部署的规模日益全面,技术日益成熟,应用场景也将越来越广泛,连带着的,也将令更多的技术获得更广阔的应用空间,例如AI。事实上,AI也

  5g时代正一步一个脚印地走向你我,而随着5G商用部署的规模日益全面,技术日益成熟,应用场景也将越来越广泛,连带着的,也将令更多的技术获得更广阔的应用空间,例如AI。事实上,AI也是未来的大势所趋,正因看到了这个趋势,智能手机厂商们也早早地在手机终端中开始布局和应用AI。在9月6日,华为于德国柏林IFA 2019展会上召开的麒麟芯片新品发布会上,正式推出了全新的麒麟990系列芯片。而在麒麟990系列芯片中,AI恰好是一大看点。

  相信大家还记得,华为在2017年推出的麒麟970芯片是全球首款集成NPU神经网络单元的智能手机AI计算平台,而在2018年推出的麒麟980芯片上又全球首次集成了双核NPU,而在今年的麒麟990 5G上,AI能力再次实现了升级,它采用了基于华为自研达芬奇架构的全新大核+微核架构的NPU。

  麒麟990 5G,全新架构的NPU,全面升级的AI能力

  全新架构的NPU让麒麟990 5G保持了行业领先的AI计算能力,同时赋能更多更具实时性的AI体验。根据华为的介绍,麒麟990 5G在AIBenchMark上的跑分达到了麒麟980的476%。

  不仅如此,在AI生态方面,麒麟990 5G全新的NPU可以支持超过300个AI算子数量,而在视觉计算神经网络模型下,麒麟990 5G可以支持90%的开源模型。

  麒麟990 5G集成的全新NPU在架构方面也作了革新,也就是我们刚才所说的大核+微核的架构。

  其中两颗大核心拥有强大的性能,而另一颗微核心则拥有极致的能效,在双大核的加持下,麒麟990 5G拥有业界最强AI算力,与业界其他旗舰AI芯片相比,性能优势高达6倍,能效优势高达8倍。

  关于新的微核心,华为表示如果只用它来工作的话,手机一天的耗电量将不到5%,可见其的确拥有很低的功耗。至于采用大核+微核架构的原因,可以类比在CPU上的大小核架构,也就是在日常生活工作中,很多任务AI运算任务是不需要大核心的,微核心足以满足,就好像货车拉货,通常大的货物可以用大货车来拉,小货物可以用小货车来拉,这样在手机芯片上就可以很大程度的减少不必要的功耗。华为方面也举例说明,在人脸检测的应用场景下,使用微核工作的能效相比大核工作可以提升24倍,令人惊讶。

  而除了以上这些特性,麒麟990 5G芯片全新的NPU之所以能够在AI算力和应用体验上独步江湖,更重要的原因,还是其基于华为自研的达芬奇架构。

麒麟990 5G芯NPU怎样算力暴涨?华为自研达芬奇架构详解

  达芬奇架构详解,它这样造就麒麟990 5G的AI革新

  文章开头我们提到,5G将驱动AI在未来获得广阔的发展趋势,除了智能手机,万物互联,万物智能,无疑是未来的一个重要趋势。华为去年也发布了《GIV2025打开智能世界产业版图》白皮书,其中指出到八年后的2025年,全球物联数量达1000亿,企业对AI的采用率将达86%,创造23万亿美金数字经济;同时个人智能终端数将达400亿,个人智能助理普及率达90%,智能服务机器人将步入12%家庭。也就是说,这会是一个AI智能终端数量极度膨胀,种类极度丰富的未来。正是基于对这种未来的预测,华为才会推出致力于多平台多场景协同的统一AI架构——达芬奇架构。

  那么达芬奇架构具体是怎样的呢?

  达芬奇架构是立足于AI运算芯片的,所以首先我们要从AI运算的性质说起。众所周知,AI的发展离不开三要素:算法、算力、大数据。海量的数据经过强大的算法才能形成巨大的算力。而AI运算,或者说深度学习运算和普通CPU、GPU的运算不同,它有大量的卷积、残差网络、全连接等特殊计算需要处理,例如图像处理时需要用到卷积神经网络运算,处理自然语言、语音时主要用到循环神经网络运算,这些运算,本质上都是向量和矩阵运算,主要是加法和乘法(MAC),有时候也会有一些除法和指数运算。

  所以我们整理一下,AI运算的数据对象主要包括标量(独立自然数字)、向量(一组一维有序数)、矩阵(一组二维有序数)、张量(一组n维有序数),其实前三个都可以理解为张量,只是维数不同的区别。

麒麟990 5G芯NPU怎样算力暴涨?华为自研达芬奇架构详解

  学过高等数学的小伙伴相信都知道,当数据维度增加时,运算的复杂度是指数级增加的,所以AI运算都是超大计算量的运算类型,这对硬件的性能以及软件架构有着很高的要求,换句话说,也就是需要专门的硬件和专门的软件架构。

  最后,我们还是要将目光回归到麒麟990 5G芯片身上,在达芬奇架构的全新NPU神经网络运算单元加持下,麒麟990 5G的AI运算能力上升到一个新的台阶,当然,最关键的,就是利用这些AI算力,麒麟990 5G能够满足更多场景下的AI运算需求,换言之,也就是能够实现更多的AI功能——这肯定是消费者最为关心的,一切还是要回归到应用层面。在发布会上,其实我们已经看到了华为方面演示的麒麟990 5G的一些创新AI应用,例如实时视频的多实例分割,简单说就是能够将视频画面中的每一个人物主体单独识别出来,实现多人物视频拍摄替换背景,甚至可以选择画面中需要保留的人物,让视频应用充满更多想象。

  相信在即将发布的华为Mate30系列手机中,我们会看到更多创新性且实用的AI功能,这些功能,并非创意驱动,而是实实在在的技术驱动,将成为华为Mate30系列在产品差异化层面的技术壁垒。

  运用强大的AI能力,华为Mate30系列可能会有哪些创意性的应用,我们拭目以待。

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