骁龙855或成高通首款搭载NPU的AI芯片 与麒麟980竞争还是“时机”已到？

另外，曝光的消息也指出新款处理器将会使用其他的命名方式，但无论如何，搭载NPU的骁龙到底是要与麒麟980竞争还是高通看准了时机？

高通首款集成NPU的AI芯片

根据此前的爆料，骁龙855将采用7nm工艺来提升性能和效能，这一点在高通员工LinkedIn的档案中得到了证实。另外，早在2017年就有报道称为了能使用更先进的7nm工艺制造新款旗舰处理器，高通将会放弃与三星合作选择台积电，最近几年，三星为高通生产了骁龙820、骁龙821和骁龙835。

近日，此前曝光消息都比较可靠的Roland Quandt称，骁龙855可能会以骁龙8150的名称进入市场，它将拥有一个专用的NPU，这个NPU与去年麒麟970搭载的NPU类似将用于提升AI性能。搭载NPU的优势显而易见，由于NPU可以处理此前需要由CPU或DSP处理的图像或语音数据，增加NPU可以提升手机的性能同时实现更多的AI功能。高通员工的LinkedIn个人资料显示，他们会继续微调即将推出的旗舰芯片的硬件设计，NPU是SoC中一个独立部分。

至于5G功能，此前的消息是骁龙855将配备骁龙X50（SDX50）5G调制解调器，但最新的消息称骁龙855将不会集成SDX50而是SDX24，实现5G功能将需要通过外挂SDX50。总体来看，骁龙855基于台积电7nm，尺寸为12.4 x 12.4mm，将首次集成NPU，通信方面集成SDX24 LTE调制解调器，支持Cat.20 LTE以达到2Gbps的下行速度。

高通将会在今年12月的年度技术峰会上推出骁龙855，用于Windows笔记本电脑和平板电脑的骁龙1000也会一同发布。骁龙855（代号Hana）正在以SDM855的名义在内部开发，但外媒WinFuture称其看到的第三方文档显示该处理器的名称已经改变了几个月，现在的名称为SDM8150，这意味着它将作为Snapdragon 8150上市，但仍具有相同的“Hana”代号。WinFuture认为高通改变命名的原因可能是为了更容易与手机SoC以及Windows10和Chrome OS系统的SoC进行区分。

不过，新SoC的最终名称可能尚未确定，WinFuture推测SM8150中的“SM”代表Snapdragon Mobile。

与麒麟980竞争？

纵观如今的手机处理器市场，麒麟970在去年9月2日在德国柏林的IFA上正式发布，被称作全球首款人工智能手机SoC，搭载麒麟970的华为Mate10在同年10月16日发布。苹果在2017年9月12日的秋季新品发布会上随iPhoneX一起发布了A11 Bionic，A11首次搭载的专用于机器学习的硬件 “神经网络引擎（Neural Engine）”，每秒运算次数最高可达6000亿次。

今年3月，联发科的首款AI芯片Helio P60在国内亮相，Helio P60集成了基于Edge AI平台人工智能单元双核 APU（AI processing unit），并首次将可协调 CPU、GPU 和 APU 之间的运作的NeuroPilot AI技术带入智能手机，方便 AI 应用程序执行。同样在3月，三星正式宣布了型号为 Exynos 9610 的新一代处理器，该处理器集成了一个基于深度学习技术的专用 AI 硬件单元，三星称之为 Vision Image Processing Unit（可翻译为视觉图像处理单元），可以算作是三星真正意义上的一款智能手机 AI 芯片。

本月底，华为海思将发布基于7nm工艺的麒麟980，并很有可能搭载寒武纪今年5月发布的第三代IP产品“寒武纪 1M”实现对NPU的升级。苹果也会在下月发布的新款iPhone中搭载7nm A12，神经网络引擎很有可能会得到升级。虽然麒麟980和A12只会应用于华为和苹果自家的手机，但Helio P60也已经集成了APU，作为全球最大的手机SoC提供商，高通至今还未给手机SoC增加NPU。

不过，在今年2月，初高通宣布推出人工智能引擎AI Engine（Artificial Intelligence Engine），该人工智能引擎AI Engine由多个硬件与软件组成。硬件方面，在AI Engine的支持下骁龙核心硬件架构—Hexagon向量处理器、Adreno GPU和Kryo CPU都将在终端侧支持和优化人工智能应用，并且骁龙845、骁龙835、骁龙820、骁龙660移动平台都将支持该人工智能引擎AI Engine。软件方面则包括骁龙神经处理引擎（Neural Processing Engine, NPE）软件框架、随Google Android Oreo发布的Android NN API、Hexagon Neutral Network（NN）库。

但AI Engine毕竟没有专门为处理AI应用增加硬件，在AI性能的表现上与搭载NPU的手机SoC相比有差距也不会让人感到意外。今年早些时候的一份测试数据显示，骁龙845在鲁大师AI性能排行榜上仅跑到199分，和排名第一位的荣耀V10差了43分。有媒体用荣耀V10与三星S9进行实测对比，麒麟970的AI性能还是领先于通过对已有软硬件的优化的三星S9。因此，骁龙855搭载NPU从目前的市场环境来看并不会让人感到意外，毕竟需要和麒麟980、A12竞争。

图片来自：AnandTech

AI芯片的“时机”已到？

更为重要的是，高通是只能拿出基于软硬件优化的AI Engine还是技术可实现但未推出搭载NPU的SoC？答案无疑是后者。作为有深厚技术积累的公司，高通早在三四年前就已经有AI芯片项目，至少在两年前就有NPU，但由于没有看到实际的应用支撑迟迟没有量产。

实际应用是否真的是关键？以麒麟970为例，NPU的FP16 性能达到了1.92 TFLOP，几乎是麒麟 960 的 3 倍（0.6 TFLOP 左右），体现在应用上，麒麟970的图像识别速度达到了约2000张/分钟，iPhone 7 Plus是487张/分钟，三星S8是95张/分钟。在拍照中，NPU可以帮助手机更精准和快速地识别拍摄场景，让手机选择最合适的图像处理算法，双摄背景虚化时让手机对边缘虚化的处理更准确，还可以在AR 相机中显著提高渲染的速度，降低功耗。还有，借助 NPU手机可以将语音和语义识别的部分工作转移到手机本地，提高手机中语音交互应用（比如语音输入法、智能语音助手）的体验。

不过，麒麟970发布的同时华为还展示了“开放移动 AI 平台（Open Mobile AI Platform）”，该平台会为APP开发者提供了包括开发者网站和社区支持、开发套件以及自家的APP分发商店在内的“全套”服务，吸引开发者开发可以调用 NPU 性能的APP，这意味着华为在积极推动移动AI生态的建设，寻找更多的应用，更好地发挥NPU的性能。

与麒麟970类似，iPhoneX搭载的A11的神经网络引擎目前可见的作用可以在拍照、AR、Face ID方面体现。显然，NPU的性能并未完全发挥出来，应用场景也还不够丰富，对于提供SoC的高通而言，性能和成本不得不谨慎权衡。毕竟在今年三月，小米创始人雷军发微博称：“骁龙845，最新旗舰，非常出色，只有一个缺点：太贵了！！！骁龙845，再加上17%的进口增值税，500多元！是骁龙660的三倍多！”

手机处理器在一款手机的BOM清单中一直占有不小的比例，在竞争异常激烈的手机市场，集成NPU短期内只会增加处理器的成本，如果没有足够大的提升和应用的支撑，无论是SoC提供商还是手机厂商，集成NPU的SoC并非最好的选择。因此在经过其它手机厂商对市场的教育以及生态建设已经开始之后，推出AI芯片时机也逐步成熟，因此骁龙855虽然抢不了首发甚至来的有点晚，但却能将风险降低。

高通的打算或许不仅仅如此，Quandt在最新的爆料中还指出，他发现了“SDM855AU”，这意味着骁龙855还将会有汽车版本，需要补充的是，高通此前推出过骁龙汽车处理器骁龙820A。推出骁龙855汽车版本也符合逻辑，毕竟AI还处于非常早期的阶段，AI处理器需要更多的应用场景支撑。同时，高通虽然收购NXP失败，但高通继续深入汽车市场的方向并不会改变，而骁龙855就是一个很好的产品。

到底是市场的竞争让骁龙855不得不集成NPU还是高通已经明确如今的应用已经足以支撑其推出AI芯片？谁是主要的因素很难做简单的判断。不过，从高通对AI芯片态度我们可以看到，现在AI芯片的发展最大的阻碍并非技术而是应用，需求迫切且市场规模足够大的应用场景才能够更快推动AI芯片的发展，反过来也将推动AI技术的进步，最终推动AI的发展。