做芯片九死一生,但華為沒有試錯的機會
跟手機的常規(guī)業(yè)務部門比起來,華為的芯片業(yè)務一直蒙著一層神秘的面紗。他們很少站在聚光燈下,外界的關注對他們來說也并沒有太多裨益。身處一個科技密集型行業(yè),他們有更多實際難題要解決。
就像負責芯片戰(zhàn)略的華為 Fellow 艾偉所講,「艱苦奮斗看結(jié)果,不是說你加了班叫艱苦奮斗,得做出東西,有客戶買了,才是艱苦奮斗。做出來客戶不買帳,對不起,沒看到你艱苦奮斗?!?
而華為手機芯片麒麟的唯一一個客戶就是華為終端,也就是手機業(yè)務。
今年 9 月,麒麟 970 發(fā)布,我們后續(xù)與華為芯片業(yè)務的高層和研發(fā)人員等有過多次交流,試著去還原旗艦芯片麒麟 970 “押注”AI 的由來,以及芯片研發(fā)的歷程。
華為做手機 AI 專用硬件的邏輯
作為手機專用 AI 硬件的先行者之一,華為麒麟 970 自然會被問到這樣的問題:做第一個吃螃蟹的,背后的思考是什么?
我們把這個問題拋給了華為的芯片團隊。
「AI 芯片首先解決的是算力的問題?!惯@也是華為用專用芯片做圖像識別的邏輯。
在這一點上,可以用我最近使用的 Google Pixel 2 來做參考。它是目前相機評分榜首的怪獸。但在實際的使用中經(jīng)常會出現(xiàn)回看照片正在處理中的情況。常規(guī) DSP、ISP 算力不足的問題可見一斑。時延在人像模式下更明顯,即便它已經(jīng)使用專用的 Pixel Visual Core 來做機器學習、深度映射等任務,性能捉襟見肘的情況依舊難以避免。
運算能力達到之后,還會有功耗的問題。而這恰恰是專用的 NPU 的優(yōu)勢所在。
「常用的 AI 應用比如 Google 翻譯,傳輸?shù)膬?nèi)容比較小,多是文字、語音之類,網(wǎng)絡傳輸不會造成明顯可感知的時延。但如果換做圖像之類,實時的 30 幀圖片傳上去,網(wǎng)絡處理完,再返回數(shù)據(jù),即便時延能搞定,長期下去流量也吃不消。本地 AI 硬件解決的就是這個問題,可以做基本的識別?!?
也就是華為常說的「端側(cè) AI」。
那么麒麟 970 AI 芯片在拍照上到底起了哪些作用?
歷經(jīng)三代芯片、四款旗艦手機的調(diào)教,從最初麒麟 950 華為第一次用上雙 ISP,P9 相機第一次冠上徠卡的標識,到現(xiàn)在的 Mate 10,華為已然躋身手機拍照第一梯隊。這其中,麒麟 970 芯片對于拍照的提升至關重要。這也是目前 AI 在華為 Mate 10 系列手機上最主要的應用場景之一。
專業(yè)的影像評測機構(gòu)已對 Mate 10 的拍照能力給出了評定。
「相機跑分也是好事,算是對我們努力的認可?!?
麒麟拍照團隊的專家先是肯定了新評分標準的作用,但他同時也補充,「跑分最關注的是圖像的效果,華為會從兩個維度上評價拍照體驗。一個是整個拍照過程中的響應速度要快,另一個是圖像的效果,這兩方面我們是一起努力在往前走?!?
在宣傳 Mate 10 手機的拍照時,華為反復強調(diào)了麒麟 970 的 13 種場景識別能力。
對于場景識別,很早之前的數(shù)碼相機也有,如今依然是數(shù)碼相機的標配,運動、風光、微距、夜景等等均屬此列。
「原來的場景識別說得通俗一點,是靠整個畫面的色彩分配,通過一些閾值,藍色大于多少初步判斷是藍天場景,再做針對藍天的算法補償,讓藍天的色彩更自然。但會有不少誤判。」
麒麟拍照團隊的專家先向我們解釋了傳統(tǒng)相機場景識別的基本工作原理。
「AI 跟這些算法的區(qū)別在于,它更像人類一樣去理解這個世界,用大量專業(yè)攝影師拍攝的樣張數(shù)據(jù)來訓練,在自然環(huán)境、人像、美食、寵物等多個方面,識別的準確率上會高非常多。還可以根據(jù)場景的周邊元素,區(qū)分海的藍和天的藍。我們后面基于 AI 持續(xù)做擴展和精度的提升,識別出 13 種場景。而每一種后面都是一組優(yōu)化好的拍照的參數(shù),場景 A 對應參數(shù) A,場景 B 對應參數(shù) B?!?
這段話中有一個關鍵詞,是專業(yè)攝影師樣張。我們都很羨慕那群扛著長槍短炮的老法師們拍攝的高清美圖,他們一般不用自動模式,而是根據(jù)喜好調(diào)整參數(shù),加上后期。用他們的圖片數(shù)據(jù)訓練 AI 提取場景識別的參數(shù)配置,自然會有相近的效果。
這正好解釋了我們在之前的拍攝樣張中的疑問,Mate 10 比 iPhone X 在藍天、夜景上有更好的氛圍感,色彩誘人,而且在大動態(tài)范圍的白天樣張中更能體驗自動識別算法對于藍天色彩的還原,具體可以查看下面的樣張。
iPhone X 樣張
華為 Mate 10 Pro 樣張,非鮮艷模式。
「做芯片,難的是對節(jié)奏的預判」
「授權 IP 做成芯片,要解決很多工程化的難題。需要把它做成芯片,將芯片放入手機,最后還要體現(xiàn)到應用中;現(xiàn)在能夠體驗到的 AI 原生應用,比如拍照、降噪這些都是華為自己做的,后面會有越來越多的第三方應用涌現(xiàn),這些都需要有大量的研發(fā)投入?!箤τ谝豢?SoC 中的各個部分,是采用其他廠商的 IP 授權還是自研,麒麟拍照團隊的專家表示。“一切要看是否在最合適的時機、給消費者帶來最好的效果?!?
跟熱鬧的手機行業(yè)比起來,它背后的芯片行業(yè)冷清得多。即便是華為高通的旗艦 SoC,每年所能獲得的集中曝光的機會也極其有限。
但芯片研發(fā)考驗著一個企業(yè)戰(zhàn)略和技術實力?!感酒瑥囊?guī)劃,到做成產(chǎn)品,到手機,消費者能用到,周期要兩年多,接近三年。芯片的開發(fā)節(jié)奏就是一年規(guī)劃,一年再去開發(fā),很長的周期?!?
華為當下旗艦芯片麒麟 970,已經(jīng)是兩年多以前規(guī)劃的。實際上,后面兩代的芯片已經(jīng)在路上了。
早前,艾偉告訴 PingWest 品玩,做手機芯片十年,最大的挑戰(zhàn)來自于對節(jié)奏的預判。
「我們每一代,都會遇到工程技術上的挑戰(zhàn),等我們最終走過來的時候,發(fā)現(xiàn)當初還是把它想得太簡單了。每一代都是這樣,內(nèi)部也蟄伏了幾年。像我們的芯片從 920、930、950、960、970,這五代的麒麟走過來,每一代都是面臨非常大的挑戰(zhàn),甚至有時候都覺得是九死一生的感覺?!?
華為芯片團隊的研發(fā)人員對于這一點的體會更深刻:
「工藝的選擇,核的選擇,包括通信規(guī)格,每個點上都踩得很謹慎,要么就不踩,要踩的話就不允許踩空。像那些獨立的商業(yè)手機芯片廠商可以有一系列芯片,但我們不行,我們真是要一個點踩錯了,影響不是我們,影響的是背后整個華為手機。我們沒有試錯的機會?!?
外界很難想象其中的艱辛。但一個直觀的結(jié)果是,華為麒麟芯片的進步和提升有目共睹,性能、基帶、圖形圖像、拍照的進步再明顯不過了。
當我們再度問起華為會不會把手機芯片外售其他品牌時,艾偉的回答斬釘截鐵:「不會,我們沒有那么多資源?!垢鶕?jù) PingWest 品玩獲得的消息,華為負責麒麟手機芯片研發(fā)的人員,大概是對手的五分之一左右,工作強度之大可以自行腦補了。
2017-12-26 來源:中國科技網(wǎng)