浅谈18年上半年移动处理器发展

电子科技大学 格拉斯哥学院 2017级  王灏天

今年4月，中兴事件引起了国人对移动通讯核心技术的关注，移动端处理器也是其核心之一，也是国内厂商在技术上的短板。这里我想简单介绍一下截至今年上半年各大厂商移动处理器的发展情况

对于今年的主流移动端处理器，速度不再是唯一的发展方向。机器学习是未来芯片发展差异化的方式之一。

毫不奇怪，今年的智能手机处理器比去年的更快——这是每年都会发生的事情。但今年新出现的是机器学习功能的主导地位，几乎每家处理器供应商都在宣传这些功能，称它是区分设备的一种方式。这对于设计自己芯片的手机厂商来说是正确的，对于向手机厂商销售处理器的独立或商用芯片厂商来说也是如此，甚至对于设计处理器核心的IP厂商来说也是如此。

首先介绍一点背景知识:所有现代应用程序处理器都包含来自其他公司的设计(通常称为知识产权，或IP)，特别是像ARM、Imagination Technologies、MIPS和Ceva这样的公司。这样的IP可以以各种形式出现——例如，ARM出售从32位和64位架构的基本许可证到cpu、图形、图像处理等特定核心的所有产品，芯片设计者可以使用这些核心创建处理器。通常来说，芯片设计者将这些芯片与他们自己的设计进行混合和匹配，并在内存、互连和其他特性方面做出各种选择，以努力平衡性能与功率需求、大小和成本之间的关系。

在CPU方面，大多数芯片都有更大的、运行速度更快、温度更高的核，以及更小的、效率更高的核。一般来说, 大部分时间手机将使用较小的核,但任务要求高时，手机将切换到更高性能的核心并使用两者的结合核和GPU和其他核心 (高性能核心不能运行很长时间,这会导致手机过热)。最著名的例子是ARM的Cortex-A75和A73核;相匹配的较小的核心是A55和A53。在今天的高端手机中，你通常会看到这四款，也就是所谓的八核布局，不过一些厂商已经采取了其他方法。

对于图像处理，有更多的多样性，一些供应商选择ARM的Mali line，另一些选择Imagination Technologies的PowerVR，还有一些选择设计自己的图形核心。当涉及到图像处理、数字信号处理，以及最近的人工智能功能时，多样性就更大了。

Apple

苹果开始在秋季发布的手机中推广其人工智能功能，其中最引人注目的是用于iPhone 8和8 Plus以及iPhone X的“A11仿生”芯片。

A11仿生是一个六核架构，有两个高性能核和四个效率核。苹果设计了自己的核心(在ARM架构许可下)，并一直在推动单线程性能。这是四核A10 Fusion的升级，苹果表示A11的性能核比A10快25%，而四核效率核比A10融合芯片快70%。苹果公司还表示，图形处理器的速度提高了30%。

苹果表示，这款芯片有一个双核“神经引擎”，可以帮助摄像头应用程序识别场景，iPhone x上有人脸识别和Animoji。该公司还发布了一个名为CoreML的API，帮助第三方开发者开发利用这一点的应用程序。

苹果通常不会提供很多有关其处理器的信息，但表示A11仿生神经引擎是一种双核设计，每秒可执行多达6000亿次操作，用于实时处理。

华为

华为在人工智能方面也走得很早，去年秋天在IFA展会上宣布的麒麟970是“世界上第一个移动人工智能处理器”。麒麟970最早在华为Mate 10中使用。它包括4个Cortex-A73 CPU核心，最高运行2.4 GHz, 4个a53处理器核心，最高运行1.8 GHz，以及ARM的Mali G72 MP12 GPU。

在970中特别新颖的是华为称之为NPU(神经处理单元)的设备。该公司表示，与运行在CPU集群上的任务相比，转移到该处理器上的任务可以获得25倍的性能和50倍的效率。这是特别针对更快的图像识别和更好的摄影的处理单元。

在世界移动通信大会(Mobile World Congress)上，华为宣布了其首款5G调制解调器——巴隆5G01。华为表示，这款调制解调器将是首款上市的5G调制解调器。未来的一些应用程序处理器可能也会采用这种调制解调器。从技术上讲，所有这些产品都是由该公司的HiSilicon子公司开发的。

高通·

骁龙 845

高通(Qualcomm)的骁龙(Snapdragon) 845芯片是今年大多数安卓旗舰手机的核心。他是骁龙835的升级版。骁龙835曾在2017年的大部分高端安卓手机中使用。

与大多数其它供应商一样，高通正将神经网络和人工智能作为今年芯片改进的最大领域之一。

在人工智能领域,这枚芯片支持大量不同的机器学习框架,该公司表示,这适用于诸如对象分类、人脸检测、场景分割,说话人识别等。两个突出的应用——生活散景效果(生产肖像模糊背景)和主动传感和结构光深度,高度精确的人脸识别使其得以实现。

总的来说，起步较晚的华为在今年已经在某些方面有了和其他几家大厂的底气，而图像处理依然是麒麟系列处理器的短板。华为能取得这样的成绩值得肯定。