跟手機(jī)的常規(guī)業(yè)務(wù)部門比起來,華為的芯片業(yè)務(wù)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(guān)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(shí)際難題要解決。
就像負(fù)責(zé)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(jī)芯片麒麟的唯一一個客戶就是華為終端,也就是手機(jī)業(yè)務(wù)。
今年 9 月,麒麟 970 發(fā)布,我們后續(xù)與華為芯片業(yè)務(wù)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(jī) AI 專用硬件的邏輯
作為手機(jī)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(tuán)隊(duì)。
「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(diǎn)上,可以用我最近使用的 Google Pixel 2 來做參考。它是目前相機(jī)評分榜首的怪獸。但在實(shí)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(jī)器學(xué)習(xí)、深度映射等任務(wù),性能捉襟見肘的情況依舊難以避免。
運(yùn)算能力達(dá)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(yīng)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(luò)傳輸不會造成明顯可感知的時延。但如果換做圖像之類,實(shí)時的 30 幀圖片傳上去,網(wǎng)絡(luò)處理完,再返回?cái)?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(jī)的調(diào)教,從最初麒麟 950 華為第一次用上雙 ISP,P9 相機(jī)第一次冠上徠卡的標(biāo)識,到現(xiàn)在的 Mate 10,華為已然躋身手機(jī)拍照第一梯隊(duì)。這其中,麒麟 970 芯片對于拍照的提升至關(guān)重要。這也是目前 AI 在華為 Mate 10 系列手機(jī)上最主要的應(yīng)用場景之一。

專業(yè)的影像評測機(jī)構(gòu)已對 Mate 10 的拍照能力給出了評定。
「相機(jī)跑分也是好事,算是對我們努力的認(rèn)可!
麒麟拍照團(tuán)隊(duì)的專家先是肯定了新評分標(biāo)準(zhǔn)的作用,但他同時也補(bǔ)充,「跑分最關(guān)注的是圖像的效果,華為會從兩個維度上評價拍照體驗(yàn)。一個是整個拍照過程中的響應(yīng)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(jī)的拍照時,華為反復(fù)強(qiáng)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(jī)也有,如今依然是數(shù)碼相機(jī)的標(biāo)配,運(yùn)動、風(fēng)光、微距、夜景等等均屬此列。
「原來的場景識別說得通俗一點(diǎn),是靠整個畫面的色彩分配,通過一些閾值,藍(lán)色大于多少初步判斷是藍(lán)天場景,再做針對藍(lán)天的算法補(bǔ)償,讓藍(lán)天的色彩更自然。但會有不少誤判!
麒麟拍照團(tuán)隊(duì)的專家先向我們解釋了傳統(tǒng)相機(jī)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(xùn)練,在自然環(huán)境、人像、美食、寵物等多個方面,識別的準(zhǔn)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(lán)和天的藍(lán)。我們后面基于 AI 持續(xù)做擴(kuò)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(yīng)參數(shù) A,場景 B 對應(yīng)參數(shù) B!
這段話中有一個關(guān)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(xùn)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(lán)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(yàn)自動識別算法對于藍(lán)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(yù)判」
「授權(quán) 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(jī),最后還要體現(xiàn)到應(yīng)用中;現(xiàn)在能夠體驗(yàn)到的 AI 原生應(yīng)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(yīng)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(quán)還是自研,麒麟拍照團(tuán)隊(duì)的專家表示。“一切要看是否在最合適的時機(jī)、給消費(fèi)者帶來最好的效果!
跟熱鬧的手機(jī)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(jī)會也極其有限。
但芯片研發(fā)考驗(yàn)著一個企業(yè)戰(zhàn)略和技術(shù)實(shí)力!感酒瑥囊(guī)劃,到做成產(chǎn)品,到手機(jī),消費(fèi)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(dāng)下旗艦芯片麒麟 970,已經(jīng)是兩年多以前規(guī)劃的。實(shí)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(jī)芯片十年,最大的挑戰(zhàn)來自于對節(jié)奏的預(yù)判。
「我們每一代,都會遇到工程技術(shù)上的挑戰(zhàn),等我們最終走過來的時候,發(fā)現(xiàn)當(dāng)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(tuán)隊(duì)的研發(fā)人員對于這一點(diǎn)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(diǎn)上都踩得很謹(jǐn)慎,要么就不踩,要踩的話就不允許踩空。像那些獨(dú)立的商業(yè)手機(jī)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(diǎn)踩錯了,影響不是我們,影響的是背后整個華為手機(jī)。我們沒有試錯的機(jī)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(jìn)步和提升有目共睹,性能、基帶、圖形圖像、拍照的進(jìn)步再明顯不過了。
當(dāng)我們再度問起華為會不會把手機(jī)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(fù)責(zé)麒麟手機(jī)芯片研發(fā)的人員,大概是對手的五分之一左右,工作強(qiáng)度之大可以自行腦補(bǔ)了。
(應(yīng)受訪者要求,文中隱去了麒麟相機(jī)團(tuán)隊(duì)專家的名字。)