華為海思處理器的自主架構從ISP開始

自主研發微架構是IC設計實力的體現

一顆手機SoC晶片包含BP（基帶晶片）、CUP（通用處理器）、GPU（圖形處理器）、DSP（數位訊號處理器）、ISP（圖像信號處理器）等重要的模塊，這些模塊我們都可以稱之為IP。

一家IC設計公司的晶片里有多少自己的IP是這家IC公司實力的體現。

除去基帶部分，移動通信領域ARM一家獨大，要想生產製造ARM處理器就要得到ARM公司的授權，授權分兩種，一種是指令集（instruction set architecture (ISA)）授權，另一種是微架構（Microarchitecture)授權。

指令集是處理器執行的最最基礎的命令，微架構是對此的實現，經過多年發展指令集已經不是處理器設計的難點，微架構才是決定處理器好壞的主要因素。

我們平時所說的Cortex-A57、Cortex-A53、Cortex-A72、Kyro 這些都是指CPU的微架構，其中Cortex系列為ARM公司的微架構，任何公司可以購買，也就是我們所說的公版架構，Kyro是高通自己基於ARM指令集設計的架構（也有部分是對ARM架構的魔改），也是構建在ARM指令集的生態上的微架構。

經過對ARM授權的簡單介紹，對公版架構和自主架構有了一個大致的了解。

那為什麼有的購買ARM公版架構，有的自研架構呢？這取決於公司自身的研發實力、財力、產品周期等因素，最大的阻礙大概是自身的研發實力，畢竟微架構是CPU研發最核心也是最難的一部分，能自主研發架構的公司研發水準都是第一流的。

這些手機廠家中架構玩的最好的當屬蘋果，雖然同樣是基於ARM指令集的，但是蘋果重新設計的微架構使得蘋果處理器性能一直笑傲群雄，而且可以根據自己的需要決定核心的多少而不是過分的追求多核。

很多人說iPhone不過分追求硬體，殊不知蘋果自研的處理器一直是最棒的，蘋果在最近相繼傳出要自研GPU和電源管理模塊，iPhone的標杆地位也引得有實力的廠家開始追求自主架構。

三星的Exynos 系列處理器一直採用的是ARM的公版架構，但是從Exynos 8890 開始三星開始推出自己的M1(代號為貓鼬Mongoose)架構。

海思的自主架構從ISP開始

現在提起華為手機總是離不開雙攝、徠卡這樣的字眼，最初主打徠卡拍照的是華為P9。

P10發布會後余承東透露P9系列銷量超1200萬，實際的銷售數字證明主打拍照的P9絕對是成功的。

想做好拍照其實並不容易，搭載徠卡雙攝像頭是一大賣點，但並不是說搭載了徠卡雙攝像頭就一定會拍照好，這還需要 ISP(Image Signal Processing 圖像信號處理)的處理

手機拍照需要的主要原理過程如下圖所示：被攝景物通過攝像頭中的鏡頭，將景物的光學圖像投射到傳感光傳感器上，由傳感器將光學圖像信號轉換成數位訊號，之後圖像信號在手機中SoC上集成的ISP模塊進行處理，最終轉換成手機螢幕上看到的圖像並存儲起來。

也就是說，我們品評照片時常說的圖片的銳化、降噪、優化色彩等都是在ISP中處理完成的，除此之外，如今的ISP還肩負著實現相位、雷射、反差等混合對焦運算以及提供對於雙攝像頭支持等的重任，對於拍照影響重大。

從麒麟950開始，海思的SoC晶片中開始集成自研的ISP模塊。

自研的ISP模塊使得華為可以從底層來優化照片的處理，呈現出漂亮的樣張，事實也證明從P9開始華為已經躋身全球手機拍照的第一陣營，根據專業相機評測網站DXOMARK公布的最新的數據顯示華為P10的拍照成績87分，超過86分的iPhone7，這優異成績的背後，華為自研ISP功不可沒。

P10發布會後余承東透露P9系列銷量超1200萬，這樣的銷售數字證明主打拍照的P9是同樣獲得了消費者的認可。

結語：

相對於蘋果、高通、三星這樣的巨頭，海思的研發實力還是要差不少，開始就追求自主架構並不太現實。

海思的自主架構是從ISP開始的，而不是CPU或GPU這樣的處理單元，也是一個很好的突破口，而且與手機賣點結合的非常好。

其實即便是ISP這樣的處理單元要做到自主架構也是非常不容易的，需要不少的積累，2013年華為收購了德儀OMAP SoC在法國的業務,並以此為基礎成立了圖像研究中心。

這也是一件很正常的事情，蘋果在推出自己的處理器之前也是收購了小的公司和挖了很多的技術人才。

擴展閱讀：

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