决定未来的手机AI芯片趋势,小米市值九连跌后雷军高枕无忧?

进入2018年最后一个季度,手机AI芯片进入一个全新时代。

恰好就在今天,苏黎世联邦理工学院公布了超过10000部安卓手机和芯片的AI Benchmark深度学习处理性能分数。 结果不出意料,搭载专用AI处理器的华为麒麟970芯片得到了最高的AI-Score分数——超过6000分,几乎是第二名的三倍。


决定未来的手机AI芯片趋势,小米市值九连跌后雷军高枕无忧?


随着手机芯片AI化的两个主流玩家新品的亮相,即华为麒麟980和苹果的A12处理器的推出,已经为手机端AI芯片2019年的竞争格局定下了基调。

AI芯片在智能手机中的应用,已经从在拍照中的物体识别、场景识别(如华为P20 Pro中AI摄影大师),发展到针对视频中人体姿态、动作进行实时AI分析的全新功能(如今年IFA展上,华为基于麒麟980推出的“慧眼2.0”),竞争门槛也进一步拉高。

我们看到,在华为、苹果头部玩家的引领下,AI芯片成为智能手机标配的同时,这一领域的马太效应也越来越明显。 与此同时,AI芯片行业也走过了野蛮生长,开启了加速落地模式,全芯片产业链都开始积极拥抱人工智能。

一、AI芯片气势如虹 智能手机成最大受益者

业内一般认为,AI芯片指的是根据神经网络等AI算法,进行特殊设计的芯片。 根据应用场景划分,AI芯片目前可分为用于云端服务器机房等地的云端AI芯片,以及用于端智能、IoT设备的终端AI芯片。

对于手机来说,芯片是其大脑和灵魂,集合着CPU、GPU、DSP、通信模块等实现其他功能的硬件基础,也是智能手机中高低档划分的重要指标。 芯片作为底层基础,也决定着智能手机性能的想象空间。


决定未来的手机AI芯片趋势,小米市值九连跌后雷军高枕无忧?


在华为率先在传统的手机SoC中加入独立的AI独立处理单元NPU后,AI独立处理单元的设计也成为了行业的发展趋势。

AI独立处理单元的加入,全面提升了智能手机的用户体验。 在拍照、解锁、游戏等智能手机的广泛应用中都会应用到AI处理模块的运算能力,对手机运算速率的提升有极大的影响。

二、终端AI芯片的五大行业趋势

2017年9月2日,华为率先发布了全球首款人工智能移动计算平台麒麟970,创新性地集成人工智能专用NPU神经网络单元,打响了AI芯片落地智能手机的第一枪。

紧接着,10月20日,华为在上海发布了搭载这款AI芯片的年度旗舰手机Mate10,将AI算力全面释放到智能手机中,给手机用户带来了前所未有的AI场景识别、AI翻译等多项创新性体验。

在麒麟970发布后,科技巨头苹果也不约而同的采用了这一策略,在9月13日发布iPhone X,使用了自研的手机芯片A11,其中内置了名为Neural Engine的神经网络处理单元。

手机芯片巨头高通将在今年年底发布新一代旗舰芯片骁龙855,据说骁龙855中也将采用专用的AI模块,目前国内某AI芯片创企已收取NRE费用,为其开发人工智能IP模块。


九连跌后,小米市值跌破400亿美元!600万的销量,雷军高枕无忧?

7月14日,上海证券交易所、深圳证券交易所联合发布《关于互联互通机制港股通股票调入相关安排的通知》(下称“《通知》”),不同投票权架构公司股票的,暂不纳入沪港通和深港通下的港股通股票范围。 这意味着,内地资金将暂时无法通过港股通渠道投资小米。 从叫停了发行CDR,到无法被纳入港股通标的,使得内地投资者基本没有理想的渠道投资小米这种新经济企业。

另外,小米饱受争议的估值也一定程度上影响了股价的下跌。 从最初一度号称“千亿美元”估值,到现在市值已经不到400亿美元,其中一个关键点在于小米是一家互联网公司还是一家硬件公司。

说好的股价翻倍呢!

不过,略感欣慰的是,小米8旗舰系列(含小米8、小米8屏幕指纹版、小米8透明探索版以及小米8

SE)发货量已超600万台。 该系列手机于今年5月31日发布,6月5日正式开售。

为此,10月9日上午,雷军发文称为了感谢米粉的支持,小米8标准版直降200元,变成了2499元起售。 受此影响,小米股价今日(10月9日)开盘后上涨,涨幅接近2%。

雷军高枕无忧.

而在今年,各大手机厂商几乎都有公布的战略目标,舍弃利润也要拿下市场份额,华为首当其冲在今年发布了多款新机,甚至打到了小米的大本营百元机和千元机。

众所众知,小米一直以来都以高性价比为人乐道,低价千元机作为小米最拿得出手,口碑最好的一个领域。 而华为在千元机发力,荣耀9青春版血洗红米,成为了最热门的百元机,而刚刚发布的荣耀8X也给到了小米8青春版致命一击,短短一个月时间不到就斩获了20万条以上的评价,预估销量已达百万级别,千元机市场华为搅局,这可能也让雷军很慌!

加上国内最大对手华为今日发布消息称,麒麟980的荣耀Magic2,这一款号称“不神奇就永不发布”的神机的发布日期:10月31日,地址选在了北京,荣耀老大赵明直言不讳的称这款机型的定位是“未来旗舰”,是一代神机。

接连发起冲击的还有一加,新一代机型一加6T的正式发布时间确定,11月5日,地点设在了深圳;努比亚也在昨天宣布努比亚

X这款号称“6周年诚意之作”的发布时间为10月31日,加上早就曝光的华为Mate20、iPhone XR等机型,10月底可谓是热闹非凡。

海外市场压力也不容乐观。 全球智能手机出货量下滑,小米已经把更多的扩张重心,放在智能手机尚未完全普及的印度等新兴市场,而这却面临着印度货币卢比贬值,以及市场份额下滑的压力。

在全球智能手机市场遇冷、各大手机厂商竞争激烈的大背景下,如果单靠性价比是走不长的,对于未来,雷军和小米又将如何应对,我们拭目以待


1、架构升级,多核心多单元配合

以往的手机芯片普遍是以CPU(中央处理器)/GPU(图形处理器)/DSP(数字信号处理)为核心的传统计算架构,但这种架构难以支持AI海量数据计算。 玩家们为了在终端上实现AI计算,选择了不同的架构方式。


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华为作为业内第一个推出手机AI芯片的玩家,在麒麟970中率先单设了一个专门的AI硬件处理单元NPU。 今年的麒麟980则依然延续了NPU的设计,但将原本的单核升级成了双核,在性能上也有了大幅度的提升。

双核NPU的升级主要体现在视频检测、物体细节识别、物体分割三方面上:原先单核NPU进行AI物体实时识别时只能认出轮廓,现在可以识别出画面细节;原先只能实时处理图像,现在则可以做到实时视频检测和处理;原先在实现画面实时物体分割时线条轮廓较为粗放,现在在双核NPU的驱动下则能做到更精细。

CPU方面,麒麟980也从去年麒麟970的4大核+4小核,升级到了2个超大核+2大核+4小核的全新设计,这三种核的分工不同,小核能够支持音乐、短信这类日常使用,大核能够支持社交软件、图片软件这类应用,超大核则是用来处理对性能要求比较高的游戏等应用。

GPU方面,去年的麒麟970用上了ARM推出的Mali-G72 MP12架构——这是Mali-G72 MP12 GPU的首次商用。 这个架构很厉害,比上一代的Mali-G71性能提高了40%,能效提高了25%。 而在今年的麒麟980,则采用了基于Mali G76打造的GPU,能够做到性能提高46%,能效提升178%。

架构升级,多核多单元的方案也同样在苹果A系列芯片上体现。


2、工艺制程升级,决胜7nm普及落地

在芯片上,集成电路的精细度,是一个重要的行业指标。 目前,半导体芯片主流制程工艺为14nm和10nm。 在同样的材料中集成更多的电子元件,连接线越细,精细度就越高,芯片的功耗也就越小。

除制程工艺限制外,由于7nm芯片制造的难度巨大,几乎逼近了硅基芯片的物理极限,需要的研发时间和资金投入都非常高,因此,7nm芯片成为了长时间以来令业界头疼的一个大问题。


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不过,今年7nm制程在终端AI芯片上取得了突破性的进展。 华为麒麟980是业内推出的首款7nm制程的手机芯片,由台积电代工,比指甲盖还小的硅片上集成了69亿个晶体管。

其实,早在2015年华为就开始投入7nm技术的相关研究,据华为方面表示,麒麟980的研发费用则高达数亿美元,几十亿人民币。

苹果今年推出的A12芯片,也同样采用了7nm的技术工艺,由台积电代工,集成69亿个晶体管。 据了解,今年年底将亮相的高通骁龙855也将采用7nm工艺。

与此同时,其他芯片代工或制造厂,在7nm芯片的研发上,则似乎遭遇了瓶颈。

三星半导体的7nm目前还没有确切消息传出,这也导致就连高通今年也将骁龙855的订单交给了台积电而非三星,而英特尔的10nm芯片也处于难产状态。

上个月,全球第二大芯片代工厂格芯宣布,将暂停开发7nm技术。 这也导致了随后全球第二大微处理器厂AMD表示,所有7nm产品包含服务器芯片与显卡,都将交由晶圆代工龙头台积电代工。

虽然,7nm制程仿佛一道鸿沟,将芯片玩家分成了两拨。 但前面所提到的玩家,尤其是华为,在对7nm工艺落地的不懈追求。 因此我们也看到,摩尔定律仍然没有消失,仍然在持续引领人类对芯片制造极限的挑战。




3、系统层为AI开发者铺路架桥

为了将AI芯片的计算能力开放给更多的开发者使用,玩家们一边在布局AI芯片硬件的同时,一边也在进行系统级的AI优化。 玩家们也会推出对应的AI模块、框架、API给开发者,便于开发更丰富的应用,通过获得更好的AI性能,最大程度上发挥AI硬件的性能。

在系统优化和面向开发者布局方面,华为有HiAI、苹果有Core ML,而高通则有AI Engine。


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华为的HiAI平台(全称HiAI移动计算平台),面向开发者提供人工智能计算库及其API,使开发者更容易编写移动设备上的AI应用。

据了解,随着麒麟980的推出,HiAI平台能够支持147个算子,开放了33个API接口及1000多种能力。

新推出的AI芯片麒麟980支持Caffe、Tensorflow、Tensorflow Lite等主流框架,供了离线编译、在线编译、8bit量化等一系列完整工具链,既可以大大降低端侧模型部署的工程难度,还可以利用NPU差异化优势发挥出最强算力;支持CPU、GPU、NPU、DSP等的异构计算,方便深度学习算法在麒麟980的自动灵活调度执行。

对于普通APP开发者来说,HiAI将会提供已经封装好的语音识别、图像识别等技术,开发者们不需要自己做基础AI研发,可以调用HiAI中封装好的AI技术直接应用,降低了获得AI计算力的门槛。

可见,在有了AI芯片后,想要在更大程度上发挥它的作用,必需要有好的移动计算平台的支持,才能让芯片和系统更好的配合,并发挥最大的作用,这已是行业的共识。 从华为HiAI平台所提供的丰富的API接口和能力来看,华为目前在系统层面为开发者调用AI能力铺好了道路。

4、应用AI化升级 拼质量拼生态

“得开发者得天下”,除了手机厂商自家的系统级的AI应用外,好APP也是消费者选择购买智能手机的一大理由。 与此同时,应用生态构建的建设也将成为时下竞争的热点。

为了配合NPU华为还面向第三方开发者开放HiAI移动计算平台的人工智能计算库HiAI API,便于开发者在移动设备上编写AI应用,而HiAI平台也成为华为构建AI APP生态的核心。

作为华为AI生态布局的核心,HiAI平台可提供3大类的API,CV机器视觉引擎、ASR引擎和NLU(自然语言)引擎,以及和微软合作的IDE计算模型。

在华为手机的应用商店里,设有AI应用专辑,通过将HiAI平台的能力开放给第三方应用开发者,构建起手机终端应用生态。


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目前已经有不少第三方应用已经接入了HiAI平台的AI能力,比如微软翻译、快手、抖音、京东、美团、Prisma等,它们有的采用视频处理优化技术、有的采用图像识别挂钩电商技术、有的则采用滤镜美化类技术,图像处理速度最高能达到原来安卓机器性能的10倍。


5、体验进化 AI计算实现实时处理

在消费者体验方面,华为也更具创新性和技术实力。 用户能从摄影、通话等方面直观地感受到AI芯片加持下的性能提升。

拍照功能是将手机AI芯片能力发挥最淋漓尽致的功能之一,而从最近几款旗舰手机的表现看,一个共同趋势越来越明显,即很多实时处理结果前移,也就是很多AI处理结果变得所见即所得了。 典型案例就是目前手机厂商主打的AI场景识别外,以及对图像深度信息和细节的智能补充。


决定未来的手机AI芯片趋势,小米市值九连跌后雷军高枕无忧?


今年4月,华为推出业内首款搭载三个摄像头的P20 Pro,并在P20 Pro上搭载AI摄影大师(Master AI)功能。 也正式凭借着这一功能,华为P20 Pro凭借109分的成绩登顶了DxOMark手机拍照性能榜单。

目前,通过图像理解、语义分割算法以及模型训练结果,AI摄影大师可以智能识别/区分19个类别,500+个场景。

在手机最核心的通信功能方面,以通讯设备厂商起家的华为有着20多年的实战经验,现在更是做到了全球数一数二的通讯巨头,在信息传输、通话、5G等方面都有着深厚的积累。 尤其在高铁通话方面,华为深入到芯片层面,利用“提前识别切换区域”方法,让信号在飞驰的列车上仍可以顺畅衔接。 最明显的感触就是,在高铁上用华为手机打电话“不掉话”。

此外,苹果在刚刚推出的iPhone Xs和iPhone Xs Max上搭载的“智能HDR”和“景深控制功能”(Bokeh),也是实时处理前移的典型案例。

三、华为率先试水AI,成安卓阵营首发

智能手机是AI芯片落地应用的最重要场景,集合着CPU、GPU、DSP、通信模块等功能实现的手机芯片,也是智能手机中高低档划分的重要指标,决定着智能手机性能的想象空间。

目前,手机厂商在AI芯片上的布局处于不同阶段。 在全球前五的手机厂商中,排名前三的三星、华为、苹果都具有自主研发手机芯片的实力。

在安卓阵营中,华为率先开始试水AI,从AI芯片、语音助手、原生AI应用,到数据同步、手机安全等基于云的各种服务,再到面向第三方应用开发者的HiAI平台,正在形成一套贯穿终端、芯片、云、生态的整合AI打法。

安卓

除了自力更生的华为外,安卓阵营里的OPPO、vivo和小米等众多智能手机厂商在芯片方面的故事则较为单薄,因此,在AI芯片上需要借助芯片巨头高通的实力,来解决计算力需求。 高通在去年推出的骁龙845时,也推出了AI Engine的说法,利用CPU、GPU以及DSP等模块的配合进行AI计算优化。



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