隨著搭載驍龍845的小米、OPPO紛紛推出新機(jī),在AI芯片方面,華為、蘋果、高通三位主要玩家的代表作都已經(jīng)出現(xiàn)了。在本系列上一篇文章中,很多讀者都很好奇:同樣都是移動(dòng)AI芯片,麒麟970、蘋果A11和驍龍845之間的不同點(diǎn)究竟在哪?
從硬件角度來(lái)看,三者最大的區(qū)別在于對(duì)AI運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)方式上。我們知道,AI計(jì)算與以往手機(jī)上常見(jiàn)計(jì)算任務(wù)的區(qū)別,就在于實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)的推理需要在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持高速、大量的計(jì)算處理。峰值數(shù)據(jù)吞吐量的提高、計(jì)算時(shí)長(zhǎng)的提高包括對(duì)計(jì)算速度要求的提高,都對(duì)AI芯片的算力做出了新的要求。
而這三種芯片的區(qū)別,就在于如何實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的算力上。
其中麒麟970采用的是“硬實(shí)現(xiàn)”的方式,在CPU、GPU等等傳統(tǒng)計(jì)算單元之外加入了一個(gè)新的計(jì)算單元——嵌入式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器NPU。就像GPU專用于圖像運(yùn)算一樣,NPU也是專用于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)的相關(guān)功能。同樣的AI計(jì)算任務(wù),在擁有NPU的前提下會(huì)比單純的CPU運(yùn)算提升約50倍能效和25倍性能——不僅速度更快,而且耗能更低,以免影響手機(jī)的正常應(yīng)用。
與麒麟970的硬實(shí)現(xiàn)模式不同,蘋果A11采用的是“軟實(shí)現(xiàn)”模式,不設(shè)置獨(dú)立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元,但通過(guò)對(duì)自研GPU、自研ISP和DSP等等傳統(tǒng)硬件模塊進(jìn)行AI配適調(diào)整,集成“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎”極大的提升圖片計(jì)算的處理速度。在AI任務(wù)中,很多都涉及到對(duì)圖片內(nèi)容的學(xué)習(xí)和推理,如AI美顏等等,提升了圖像計(jì)算能力,自然也能提升AI計(jì)算的效率。
驍龍845推出的AI Engine(人工智能引擎)概念和蘋果A11有些類似,同樣是調(diào)整CPU、GPU、DSP等多個(gè)硬件模塊,從而替代NPU的能力。
所以,芯片中的NPU單元真的可以被其他解決方案替代嗎?
想要回答這個(gè)問(wèn)題,首先我們要知道AI芯片到底能做到什么。
在擁有AI芯片之前,手機(jī)遇上AI任務(wù)時(shí),大多數(shù)時(shí)候采取的云計(jì)算方式——把數(shù)據(jù)上傳到云端,進(jìn)行推理后下載結(jié)果到本地。這樣一來(lái)一回的計(jì)算方式不僅效率低下,并且很容易造成應(yīng)用卡頓。
但擁有了超高算力的AI芯片后,手機(jī)終于可以實(shí)現(xiàn)端側(cè)AI。不管有沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)連接云端,都可以在手機(jī)本地進(jìn)行實(shí)時(shí)的、無(wú)條件的高速運(yùn)算。
這樣的端側(cè)AI給手機(jī)帶來(lái)了四項(xiàng)能力,分別是感知、認(rèn)知、動(dòng)力和安全。接下來(lái)我們可以從這四項(xiàng)能力的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,討論有沒(méi)有NPU究竟對(duì)手機(jī)AI產(chǎn)生了何種影響。
智能感知有多高效?瞬間抓拍笑容
手機(jī)是如何感知一切的?
在以往是通過(guò)觸摸屏幕等輸入方式,對(duì)用戶的信息進(jìn)行解碼。同時(shí)通過(guò)GPS、陀螺儀等等軟硬件兩層的傳感裝置弄明白“我在哪、我與地面的距離”等等信息。
但隨著計(jì)算能力的增加,一些原本存在于云端的算法正在進(jìn)入終端,讓手機(jī)感知到更多。比如在圖像處理上,以往手機(jī)只是簡(jiǎn)單的拍攝照片,現(xiàn)在隨著計(jì)算能力增加,手機(jī)本地也可以部署圖像識(shí)別模型,在取景階段手機(jī)就能知道鏡頭前的是寵物還是人類。
但有了NPU的存在,手機(jī)算力全面提高不再只限于對(duì)圖像的處理能力,所能感知到的信息也就更為全面。
比如榮耀V10有一項(xiàng)智能音樂(lè)推薦功能,在AI算力的支持下,可以通過(guò)手機(jī)的體感能力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到用戶的運(yùn)動(dòng)頻率,從而推薦旋律和運(yùn)動(dòng)頻率相近的音樂(lè)。
就連現(xiàn)在應(yīng)用最廣的AI拍照方面,也存在很多區(qū)別。像小米Mix 2S和OPPO R15都提出了場(chǎng)景識(shí)別,分辨出拍攝的對(duì)象并進(jìn)行相應(yīng)的后期處理。但華為的P20系列卻能在端側(cè)實(shí)現(xiàn)表情識(shí)別,自動(dòng)抓拍到拍攝對(duì)象的笑容。
原因就是,笑容、運(yùn)動(dòng)頻率這種數(shù)據(jù)波動(dòng)往往是轉(zhuǎn)瞬即逝的,NPU作為獨(dú)立運(yùn)算單元專職負(fù)責(zé)AI計(jì)算,可以以最快速度調(diào)用資源完成處理??蒀PU+GPU的解決模式要同時(shí)顧及手機(jī)上的所有計(jì)算任務(wù),就有可能出現(xiàn)排隊(duì)的狀況,鏡頭前的人都笑完了,計(jì)算資源還沒(méi)調(diào)度過(guò)來(lái)。
精準(zhǔn)認(rèn)知下,智慧識(shí)屏讓服務(wù)直達(dá)用戶
所謂認(rèn)知,就是手機(jī)對(duì)信息的加工處理過(guò)程。
有了端側(cè)AI的強(qiáng)算力,手機(jī)正在逐漸從處理數(shù)據(jù)走到處理知識(shí)。舉個(gè)例子,以往iPhone的相冊(cè)分區(qū)會(huì)按照拍攝地點(diǎn)、拍攝時(shí)間來(lái)區(qū)分,但現(xiàn)在已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)貓、海水這樣以照片內(nèi)容區(qū)分的方式。手機(jī)從以前只能理解時(shí)間、GPS定位這些結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)到可以理解貓狗花草這樣非結(jié)構(gòu)化的“知識(shí)”。
在EMUI中,我們還可以見(jiàn)到一項(xiàng)名為智慧識(shí)屏的功能。只要雙指長(zhǎng)按屏幕就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖片和文字的共同讀取,并且通過(guò)AI理解圖片與文字的語(yǔ)義,呈現(xiàn)出地址、電影購(gòu)票、飯店大眾點(diǎn)評(píng)等等服務(wù)卡牌。點(diǎn)擊這些卡片,就可以直接跳轉(zhuǎn)第三方App,極大的減少了App間的手動(dòng)調(diào)度。
這一功能的出現(xiàn),是因?yàn)镹PU更強(qiáng)大的算力可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的多維處理:不僅僅可以同時(shí)處理自然語(yǔ)音和圖片,還可以通過(guò)對(duì)用戶行為習(xí)慣的理解進(jìn)行應(yīng)用跳轉(zhuǎn)這類主動(dòng)服務(wù)。
動(dòng)力指揮官,懂得用戶才有智慧節(jié)電
一個(gè)普遍的認(rèn)識(shí)是,大量的計(jì)算是非常耗電的。不然比特幣礦工們也不會(huì)四處尋找低電價(jià)的城市了。但手機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)上,AI計(jì)算反而可以發(fā)揮正向作用。
在上文提到,AI讓手機(jī)擁有了更強(qiáng)大的認(rèn)知能力,在擁有NPU的手機(jī)中,這種認(rèn)知更是每時(shí)每刻的發(fā)生著,最終實(shí)現(xiàn)手機(jī)對(duì)用戶個(gè)人行為習(xí)慣的一種深入理解。就拿電池續(xù)航來(lái)說(shuō),搭載上麒麟970之后,華為和榮耀所應(yīng)用的EMUI都加入了智慧省電功能。即通過(guò)對(duì)個(gè)人用戶對(duì)應(yīng)用使用習(xí)慣的深度學(xué)習(xí),記住哪些應(yīng)用是經(jīng)常使用的,預(yù)測(cè)到哪些場(chǎng)景下即將打開哪些應(yīng)用。在這一制度下,再來(lái)進(jìn)行資源調(diào)配,有了獨(dú)立的計(jì)算單元,手機(jī)AI時(shí)時(shí)刻刻都在進(jìn)行著學(xué)習(xí)和計(jì)算,“切斷”了那些啟用率低的App的供能,從而讓手機(jī)獲得更好的續(xù)航能力。
不光是電池續(xù)航,在安卓手機(jī)系統(tǒng)不流暢方面,同樣的智慧資源調(diào)度也在發(fā)生著作用。在普通手機(jī)中,各個(gè)應(yīng)用都在排隊(duì)領(lǐng)取自己所需的運(yùn)行資源,久而久之隊(duì)列越來(lái)越長(zhǎng),效率也越來(lái)越差。而NPU就像一個(gè)指揮官,通過(guò)應(yīng)用的日常表現(xiàn)判斷它們到底需要多少資源,把排隊(duì)領(lǐng)取變成實(shí)時(shí)的按需分配。
這樣一來(lái)不僅手機(jī)應(yīng)用對(duì)內(nèi)存、計(jì)算資源的利用率提高,AI還可以定時(shí)向用戶提醒,哪些應(yīng)用出現(xiàn)了流量異動(dòng)、哪些應(yīng)用太久沒(méi)有被啟動(dòng)。幫助用戶更清晰的了解到手機(jī)內(nèi)部的運(yùn)行狀況。以榮耀V10的數(shù)據(jù)看來(lái),在這樣的模式下系統(tǒng)調(diào)度性能提升了60%,操作流暢度提升了50%。從電力續(xù)航到內(nèi)存,手機(jī)整體的動(dòng)力系統(tǒng)效率都得到了提升。
安全壁壘永駐,有端側(cè)計(jì)算才敢把數(shù)據(jù)交給手機(jī)
在云計(jì)算時(shí)代,用戶隱私問(wèn)題就像一堵避不開的高墻;想要獲取更好的服務(wù),就需要把數(shù)據(jù)上傳到云端進(jìn)行處理,可是一旦數(shù)據(jù)上傳到云端,就有被泄露的可能。但端側(cè)AI的存在就完美避開了這一問(wèn)題,計(jì)算都在本地進(jìn)行,不存在將個(gè)人隱私暴露在公用的云空間中。
加入NPU后,更是可以在保證隱私的前提下為使用者提供更多服務(wù),把對(duì)用戶行為習(xí)慣的理解完全放在無(wú)網(wǎng)的封閉空間下進(jìn)行,手機(jī)就可以更“懂你”。目前HUAWEI P20、榮耀V10都已經(jīng)可以做到屏幕亮度、后臺(tái)資源、碎片文件等等方面的智能調(diào)節(jié),其實(shí)手機(jī)還知道你最常使用的駕車路線、接下來(lái)幾天的行程、喜歡去哪些地方消費(fèi)等等更多信息,這些信息放在云端上一定會(huì)讓人感覺(jué)受了冒犯,但在端側(cè)AI對(duì)信息安全的加持下,手機(jī)會(huì)成為一位合格的個(gè)人助理。
比如用戶通過(guò)語(yǔ)音助手預(yù)約餐廳時(shí),手機(jī)可以直接通過(guò)用戶的出行習(xí)慣推薦適合的路線,甚至還可以幫用戶推薦菜品。這樣建立在安全感之上的智能體驗(yàn),很有可能讓用戶不知不覺(jué)中對(duì)AI手機(jī)產(chǎn)生依賴。
看到這里我們會(huì)發(fā)現(xiàn),NPU之于手機(jī),不僅僅是簡(jiǎn)單的技術(shù)加成,而是通過(guò)感知、認(rèn)知、動(dòng)力、安全等等方面的細(xì)微之處提升用戶對(duì)手機(jī)的使用感。用戶或許不理解所謂的深度學(xué)習(xí),但一定能感受到手機(jī)的續(xù)航能力越來(lái)越強(qiáng)、越來(lái)越符合自己的使用習(xí)慣。
如今移動(dòng)AI還在剛剛起步階段,用戶很難對(duì)AI手機(jī)形成一個(gè)確切的認(rèn)知。這時(shí)恰好就出現(xiàn)了一個(gè)窗口期,從紅米的千元AI系列到OPPO的智能拍照,不管是否真正擁有AI能力的手機(jī)都可以打著AI的旗號(hào)“蹭熱度”。
可當(dāng)用戶真正使用上這些手機(jī)時(shí),除了感受到與美圖秀秀無(wú)異的“AI濾鏡”之外,完全不能體會(huì)到手機(jī)對(duì)于自己行為的學(xué)習(xí)、對(duì)于操作系統(tǒng)速度、電池續(xù)航能力的提升,AI不AI的,在使用感上毫無(wú)變化。對(duì)于手機(jī)這款產(chǎn)品而言,拍照效果、續(xù)航能力、操作便利等等這些使用感受才是永恒不變的貨幣體系,是消費(fèi)者確認(rèn)其價(jià)值的唯一參考。
窗口期永遠(yuǎn)是短暫的,博得一時(shí)的流量,不如把握住一項(xiàng)能真正改變產(chǎn)品體驗(yàn)的技術(shù)。
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