從麒麟910到麒麟980，細(xì)數(shù)海思芯片的自研苦旅

　　麒麟的成功離不開背靠華為一定的幸運(yùn)成分，但更重要的是，在切實(shí)困難面前不斷開拓思路、創(chuàng)新進(jìn)取，才完成了在殘酷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和慘烈的國(guó)際事件下“逆天改命”的壯舉。

　　想必您已經(jīng)被這只驚天神獸刷屏了。幾場(chǎng)發(fā)布會(huì)下來(lái)，麒麟980的卓越性能逐漸向外界揭曉披露：無(wú)論從性能表現(xiàn)還是創(chuàng)新之處，都得到了業(yè)內(nèi)的超高評(píng)價(jià)。那么，如此常言說(shuō)，本文從麒麟980逆向追溯，看看其成功背后都經(jīng)歷了哪些困阻，麒麟團(tuán)隊(duì)又是如何克服重重困難，實(shí)現(xiàn)從優(yōu)秀到卓越的跨越的。

　　先來(lái)總結(jié)下麒麟980的超高性能和創(chuàng)新：它是華為海思首個(gè)7nm制程手機(jī)芯片、首款Cortex-A76 Based CPU、首款雙核NPU、首款Mali-G76 GPU、首款1.4Gbps Cat.21Modem、首款支持2133MHz LPDDR4X的芯片。根據(jù)DeepTech對(duì)“麒麟大匠華為Fellow(公司院士)艾偉”的采訪和分析資料顯示：

　　麒麟980性能最大的變革在于 AI 部分，使用了雙核心 NPU 配置，達(dá)成更高效的 AI 處理能力。

　　在 GPU 方面，麒麟 980 也使用了等效于 20 個(gè)Mali-G72 的 10 核心 Mali-G76 來(lái)達(dá)到遠(yuǎn)超過(guò)前代平臺(tái)的性能水平。

　　另外，Wi-Fi 連接能力的強(qiáng)化也是這次麒麟 980 芯片的重點(diǎn)，這部分不只用上了華為自有芯片，艾偉表示，華為的芯片更是業(yè)界首次在手機(jī)上支持 160MHz 超寬帶譜，旨在通過(guò)麒麟 980 的推出與終端的滲透，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)共同探索160MHz 在手機(jī) Wi-Fi 連接上的潛力。

　　另外，5G 的布局也是華為關(guān)心的重點(diǎn)所在，但由于最終標(biāo)準(zhǔn)今年 6 月才剛決定，所以在許多基礎(chǔ)建設(shè)方面還有很多工作需要完備。目前以支持 Cat.21 的 4.5G 連接能力凸顯麒麟 980 的超高速傳輸通訊實(shí)力。

　　同時(shí)艾偉強(qiáng)調(diào)，硬件的改進(jìn)只是過(guò)程，把這些額外增加的效能轉(zhuǎn)化成對(duì)市場(chǎng)的影響力，就必須和開發(fā)者進(jìn)行緊密的合作。因此，華為同時(shí)向終端客戶以及相關(guān)應(yīng)用開發(fā)者提供開放的麒麟980開發(fā)架構(gòu)平臺(tái)。

　　眾多創(chuàng)新、眾多第一，麒麟980的成功并否偶然，而是海思在自研芯片這條道路上經(jīng)歷“9*9=81難”之后的取得的成果。我們不妨來(lái)回顧下海思芯片→海思麒麟系列芯片的演進(jìn)過(guò)程。

　　麒麟之前都經(jīng)歷了什么?

　　麒麟系列芯片誕生于華為海思，關(guān)于當(dāng)初為何要走上自研這條苦旅之路，華為教父任正非曾在多年之前有著清楚的研判：

　　(華為芯片)暫時(shí)沒有用，也還是要繼續(xù)做下去。一旦公司出現(xiàn)戰(zhàn)略性的漏洞，我們不是幾百億美金的損失，而是幾千億美金的損失。我們公司積累了這么多的財(cái)富，這些財(cái)富可能就是因?yàn)槟且粋€(gè)點(diǎn)，讓別人卡住，最后死掉。

　　——任正非

　　那么，華為海思最開始的路走的順利么?答案是顯而易見的，萬(wàn)事開頭難：

　　比如，最具挑戰(zhàn)性的“產(chǎn)品定義”問(wèn)題。即海思要打造一款什么定位的芯片，用于哪些場(chǎng)景，主打什么功能。

　　再如，在芯片設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)匱乏的最初，如何構(gòu)建一只完整的團(tuán)隊(duì)，才能與華為整體硬件能力、ICT能力相配合。

　　同時(shí)，具有狼性精神的華為，要是如何推動(dòng)初期芯片的落地使用、迭代路徑?

　　針對(duì)這一系列問(wèn)題，華為根據(jù)自身與芯片相關(guān)業(yè)務(wù)(ICT通信領(lǐng)域的深厚經(jīng)驗(yàn)、智能終端和硬件業(yè)務(wù))，大膽決定，麒麟系列初期芯片先以滿足自家手機(jī)終端使用為主，而且，上來(lái)就直接對(duì)接兩大旗艦系列機(jī)型：主打時(shí)尚和性能的P系列和主打商務(wù)性能的Mate系列。

　　這個(gè)決定一來(lái)是為了先做“首批用戶驗(yàn)證”;二來(lái)則是用“狼性”對(duì)麒麟芯片團(tuán)隊(duì)倒逼，化壓力為動(dòng)力。事實(shí)證明，海思團(tuán)隊(duì)做到了，只是演進(jìn)之路崎嶇坎坷。

　　制定了基本方向以后，接下來(lái)便是實(shí)行問(wèn)題。這一階段遇到的問(wèn)題便是與其他芯片公司趨同的問(wèn)題了：如何實(shí)現(xiàn)性能突破，跟得上手機(jī)用戶不斷上漲和豐富的需求(如在功耗和性能之間做平衡精進(jìn))?如何在制程工藝上不斷革新?如何實(shí)現(xiàn)越來(lái)越嚴(yán)苛的量產(chǎn)目標(biāo)?

　　關(guān)于量產(chǎn)，關(guān)于規(guī)劃，華為艾偉表示，帶著一個(gè)清晰的愿景和不清晰的路線，它們開始了長(zhǎng)達(dá)三年的規(guī)劃(這也是芯片設(shè)計(jì)到量產(chǎn)所需的必要周期)。

　　艾偉曾這樣表達(dá)這個(gè)規(guī)劃的重要性：“最大的挑戰(zhàn)不是某個(gè)技術(shù)的問(wèn)題，而是三年前我們定義的計(jì)劃，今天是否能量產(chǎn)?哪怕只有一個(gè)技術(shù)不成熟，要等到年底量產(chǎn)都是大問(wèn)題?！?/p>

　　根據(jù)EETOP匯總的華為海思史上主要芯片信號(hào)及其性能特點(diǎn)(上圖，可放大)，不難看出，其迭代速度非常快，而滾動(dòng)式研發(fā)也早已成為麒麟團(tuán)隊(duì)常態(tài)。(為了不輸給老對(duì)手高通驍龍，他們所投入的精力、人力、財(cái)力早已不能用密集來(lái)形容)

　　三年的周期設(shè)計(jì)一款芯片，就代表了超密度的工作節(jié)奏。以麒麟980為例，2015年立項(xiàng)，歷經(jīng)了超過(guò)36個(gè)月的研發(fā)，2016年完成定制特殊基礎(chǔ)單元構(gòu)建高可靠性IP論證，進(jìn)入SoC工程化驗(yàn)證已是2017年，早期芯片驗(yàn)證、所剩無(wú)多的量產(chǎn)周期、非常嚴(yán)苛的是錯(cuò)機(jī)會(huì)。

　　在經(jīng)過(guò)2個(gè)大版本的迭代，5000多個(gè)工程驗(yàn)證開發(fā)板，最終麒麟980實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。麒麟980在指甲蓋大小的尺寸上塞進(jìn)69億個(gè)晶體管，實(shí)現(xiàn)了性能與能效的提升，相較上一代處理器在表現(xiàn)上提升75%，在能效上提升58%。為了7nm制程的研發(fā)，華為投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了3億美元!

　從獨(dú)善其身到兼濟(jì)生態(tài)

　　回過(guò)頭來(lái)看，麒麟的成功離不開背靠華為一定的幸運(yùn)成分，但更重要的是，在切實(shí)困難面前不斷開拓思路、創(chuàng)新進(jìn)取，才促使麒麟完成從開始被唱衰(那會(huì)兒還不叫麒麟)，到后來(lái)與高通驍龍系列對(duì)標(biāo)，再到引領(lǐng)國(guó)產(chǎn)芯片突破高端芯片難題。

　　幸運(yùn)的是，華為在戰(zhàn)略上堅(jiān)決支持走自言芯片這條漫漫苦旅。無(wú)論從人才、資金等配套資源的支持，都十分堅(jiān)決。而個(gè)正確的決定在后來(lái)的日子里不止一次幫助華為在供應(yīng)鏈整合、能力拓展等全球ICT巨頭的綜合競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，也在某些國(guó)際“黑天鵝”事件中免受或少受不必要的傷害。

　　此外，華為有強(qiáng)大的生態(tài)圈，可幫助麒麟芯片(端側(cè)能力)完成從產(chǎn)品價(jià)值到市場(chǎng)價(jià)值的提升。華為自身就是通信巨頭，北向還與各種應(yīng)用廠商廣結(jié)盟、開放打通，方能構(gòu)建完整的用戶方案。(順便提一句，生態(tài)的價(jià)值在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上有更明顯的體現(xiàn)，華為NB-IoT系列芯片已經(jīng)成為華為競(jìng)逐物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的一支重磅力量。)

　　生態(tài)之于芯片(尤其高端手機(jī)芯片)的意義，就是價(jià)值裂變的關(guān)鍵點(diǎn)。還是以最新的麒麟980芯片舉例來(lái)說(shuō)：

　　硬件設(shè)計(jì)是一部分，而未來(lái)，開發(fā)環(huán)境的完備，甚至建立生態(tài)，就是麒麟芯片的下一個(gè)目標(biāo)。

　　——艾偉

　　艾偉表示，即便麒麟 980 在硬件設(shè)計(jì)和性能改良上已經(jīng)達(dá)到前所未有的高度，但總歸來(lái)講，芯片本身其實(shí)是一種常規(guī)的升級(jí)，目的就是要帶給市場(chǎng)新鮮感(包括為華為旗艦系列手機(jī)帶來(lái)差異化的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì))。但是面對(duì)未來(lái)整體性的挑戰(zhàn)，華為希望把麒麟芯片打造成業(yè)界一流平臺(tái)，讓各類型應(yīng)用可以在這個(gè)平臺(tái)上擁有最好的應(yīng)用體驗(yàn)和性能表現(xiàn)。

　　例如，面對(duì)來(lái)自不同廠家、不同操作系統(tǒng)、不同芯片架構(gòu)的兼容性問(wèn)題，建立開放的開發(fā)者生態(tài)十分必要。目前華為開發(fā)者社區(qū)所提供的配套環(huán)境條件來(lái)看，開發(fā)者想要在現(xiàn)有框架上提升華為平臺(tái)硬件功能的優(yōu)化程度，十分便捷。華為通過(guò)不斷優(yōu)化開發(fā)環(huán)境和開發(fā)流程，真正將麒麟平臺(tái)的強(qiáng)大計(jì)算能量開放給有著高性能應(yīng)用需求的開發(fā)者，賦能更廣泛的應(yīng)用開發(fā)伙伴。

　　正是因?yàn)轺梓?80性能的突飛猛進(jìn)，對(duì)優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用開發(fā)者的需求才日益攀升。艾偉講到，麒麟980在AI方面優(yōu)化了功耗、算力的綜合性能。但是目前華為比較強(qiáng)調(diào) AI 能力在照相功能上的應(yīng)用，以此作為最大亮點(diǎn)。但其實(shí)，照相只會(huì)用到麒麟 980 芯片中的一小部分能力，而龐大的 AI 算力不應(yīng)被局限這一項(xiàng)應(yīng)用中，因此，更多樣化的應(yīng)用來(lái)要靠眾多細(xì)分領(lǐng)域的開發(fā)者來(lái)挖掘和創(chuàng)新，進(jìn)一步激發(fā)麒麟 980 芯片更大的潛力。