|
來(lái)源：腦極體 隨著(zhù)搭載驍龍845的小米、OPPO紛紛推出新機，在A(yíng)I芯片方面，華為、蘋(píng)果、高通三位主要玩家的代表作都已經(jīng)出現了。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(píng)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，三者最大的區別在于對AI運算的實(shí)現方式上。我們知道，AI計算與以往手機上常見(jiàn)計算任務(wù)的區別，就在于實(shí)現機器學(xué)習、深度學(xué)習的推理需要在長(cháng)時(shí)間內保持高速、大量的計算處理。峰值數據吞吐量的提高、計算時(shí)長(cháng)的提高包括對計算速度要求的提高，都對AI芯片的算力做出了新的要求。 而這三種芯片的區別，就在于如何實(shí)現更強的算力上。 
其中麒麟970采用的是“硬實(shí)現”的方式，在CPU、GPU等等傳統計算單元之外加入了一個(gè)新的計算單元——嵌入式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )處理器NPU。就像GPU專(zhuān)用于圖像運算一樣，NPU也是專(zhuān)用于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的計算，從而實(shí)現機器學(xué)習的相關(guān)功能。同樣的AI計算任務(wù)，在擁有NPU的前提下會(huì )比單純的CPU運算提升約50倍能效和25倍性能——不僅速度更快，而且耗能更低，以免影響手機的正常應用。 與麒麟970的硬實(shí)現模式不同，蘋(píng)果A11采用的是“軟實(shí)現”模式，不設置獨立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )處理單元，但通過(guò)對自研GPU、自研ISP和DSP等等傳統硬件模塊進(jìn)行AI配適調整，集成“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )引擎”極大的提升圖片計算的處理速度。在A(yíng)I任務(wù)中，很多都涉及到對圖片內容的學(xué)習和推理，如AI美顏等等，提升了圖像計算能力，自然也能提升AI計算的效率。
驍龍845推出的AI Engine（人工智能引擎）概念和蘋(píng)果A11有些類(lèi)似，同樣是調整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，手機遇上AI任務(wù)時(shí)，大多數時(shí)候采取的云計算方式——把數據上傳到云端，進(jìn)行推理后下載結果到本地。這樣一來(lái)一回的計算方式不僅效率低下，并且很容易造成應用卡頓。 但擁有了超高算力的AI芯片后，手機終于可以實(shí)現端側AI。不管有沒(méi)有網(wǎng)絡(luò )連接云端，都可以在手機本地進(jìn)行實(shí)時(shí)的、無(wú)條件的高速運算。
這樣的端側AI給手機帶來(lái)了四項能力，分別是感知、認知、動(dòng)力和安全。接下來(lái)我們可以從這四項能力的實(shí)現過(guò)程中，討論有沒(méi)有NPU究竟對手機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，對用戶(hù)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(zhù)計算能力的增加，一些原本存在于云端的算法正在進(jìn)入終端，讓手機感知到更多。比如在圖像處理上，以往手機只是簡(jiǎn)單的拍攝照片，現在隨著(zhù)計算能力增加，手機本地也可以部署圖像識別模型，在取景階段手機就能知道鏡頭前的是寵物還是人類(lèi)。 但有了NPU的存在，手機算力全面提高不再只限于對圖像的處理能力，所能感知到的信息也就更為全面。 比如榮耀V10有一項智能音樂(lè )推薦功能，在A(yíng)I算力的支持下，可以通過(guò)手機的體感能力實(shí)時(shí)監測到用戶(hù)的運動(dòng)頻率，從而推薦旋律和運動(dòng)頻率相近的音樂(lè )。 就連現在應用最廣的AI拍照方面，也存在很多區別。像小米Mix 2S和OPPO R15都提出了場(chǎng)景識別，分辨出拍攝的對象并進(jìn)行相應的后期處理。但華為的P20系列卻能在端側實(shí)現表情識別，自動(dòng)抓拍到拍攝對象的笑容。
原因就是，笑容、運動(dòng)頻率這種數據波動(dòng)往往是轉瞬即逝的，NPU作為獨立運算單元專(zhuān)職負責AI計算，可以以最快速度調用資源完成處理�？蒀PU+GPU的解決模式要同時(shí)顧及手機上的所有計算任務(wù)，就有可能出現排隊的狀況，鏡頭前的人都笑完了，計算資源還沒(méi)調度過(guò)來(lái)。 精準認知下，智慧識屏讓服務(wù)直達用戶(hù) 所謂認知，就是手機對信息的加工處理過(guò)程。 有了端側AI的強算力，手機正在逐漸從處理數據走到處理知識。舉個(gè)例子，以往iPhone的相冊分區會(huì )按照拍攝地點(diǎn)、拍攝時(shí)間來(lái)區分，但現在已經(jīng)能實(shí)現貓、海水這樣以照片內容區分的方式。手機從以前只能理解時(shí)間、GPS定位這些結構化數據到可以理解貓狗花草這樣非結構化的“知識”。 在EMUI中，我們還可以見(jiàn)到一項名為智慧識屏的功能。只要雙指長(cháng)按屏幕就可以實(shí)現對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，呈現出地址、電影購票、飯店大眾點(diǎn)評等等服務(wù)卡牌。點(diǎn)擊這些卡片，就可以直接跳轉第三方App，極大的減少了App間的手動(dòng)調度。
這一功能的出現，是因為NPU更強大的算力可以實(shí)現對信息的多維處理：不僅僅可以同時(shí)處理自然語(yǔ)音和圖片，還可以通過(guò)對用戶(hù)行為習慣的理解進(jìn)行應用跳轉這類(lèi)主動(dòng)服務(wù)。 動(dòng)力指揮官，懂得用戶(hù)才有智慧節電 一個(gè)普遍的認識是，大量的計算是非常耗電的。不然比特幣礦工們也不會(huì )四處尋找低電價(jià)的城市了。但手機的動(dòng)力系統上，AI計算反而可以發(fā)揮正向作用。 在上文提到，AI讓手機擁有了更強大的認知能力，在擁有NPU的手機中，這種認知更是每時(shí)每刻的發(fā)生著(zhù)，最終實(shí)現手機對用戶(hù)個(gè)人行為習慣的一種深入理解。就拿電池續航來(lái)說(shuō)，搭載上麒麟970之后，華為和榮耀所應用的EMUI都加入了智慧省電功能。即通過(guò)對個(gè)人用戶(hù)對應用使用習慣的深度學(xué)習，記住哪些應用是經(jīng)常使用的，預測到哪些場(chǎng)景下即將打開(kāi)哪些應用。在這一制度下，再來(lái)進(jìn)行資源調配，有了獨立的計算單元，手機AI時(shí)時(shí)刻刻都在進(jìn)行著(zhù)學(xué)習和計算，“切斷”了那些啟用率低的App的供能，從而讓手機獲得更好的續航能力。 不光是電池續航，在安卓手機系統不流暢方面，同樣的智慧資源調度也在發(fā)生著(zhù)作用。在普通手機中，各個(gè)應用都在排隊領(lǐng)取自己所需的運行資源，久而久之隊列越來(lái)越長(cháng)，效率也越來(lái)越差。而NPU就像一個(gè)指揮官，通過(guò)應用的日常表現判斷它們到底需要多少資源，把排隊領(lǐng)取變成實(shí)時(shí)的按需分配。 這樣一來(lái)不僅手機應用對內存、計算資源的利用率提高，AI還可以定時(shí)向用戶(hù)提醒，哪些應用出現了流量異動(dòng)、哪些應用太久沒(méi)有被啟動(dòng)。幫助用戶(hù)更清晰的了解到手機內部的運行狀況。以榮耀V10的數據看來(lái)，在這樣的模式下系統調度性能提升了60%，操作流暢度提升了50%。從電力續航到內存，手機整體的動(dòng)力系統效率都得到了提升。 安全壁壘永駐，有端側計算才敢把數據交給手機 在云計算時(shí)代，用戶(hù)隱私問(wèn)題就像一堵避不開(kāi)的高墻；想要獲取更好的服務(wù)，就需要把數據上傳到云端進(jìn)行處理，可是一旦數據上傳到云端，就有被泄露的可能。但端側AI的存在就完美避開(kāi)了這一問(wèn)題，計算都在本地進(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)，把對用戶(hù)行為習慣的理解完全放在無(wú)網(wǎng)的封閉空間下進(jìn)行，手機就可以更“懂你”。目前HUAWEI P20、榮耀V10都已經(jīng)可以做到屏幕亮度、后臺資源、碎片文件等等方面的智能調節，其實(shí)手機還知道你最常使用的駕車(chē)路線(xiàn)、接下來(lái)幾天的行程、喜歡去哪些地方消費等等更多信息，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AI對信息安全的加持下，手機會(huì )成為一位合格的個(gè)人助理。 比如用戶(hù)通過(guò)語(yǔ)音助手預約餐廳時(shí)，手機可以直接通過(guò)用戶(hù)的出行習慣推薦適合的路線(xiàn)，甚至還可以幫用戶(hù)推薦菜品。這樣建立在安全感之上的智能體驗，很有可能讓用戶(hù)不知不覺(jué)中對AI手機產(chǎn)生依賴(lài)。
看到這里我們會(huì )發(fā)現，NPU之于手機，不僅僅是簡(jiǎn)單的技術(shù)加成，而是通過(guò)感知、認知、動(dòng)力、安全等等方面的細微之處提升用戶(hù)對手機的使用感。用戶(hù)或許不理解所謂的深度學(xué)習，但一定能感受到手機的續航能力越來(lái)越強、越來(lái)越符合自己的使用習慣。 如今移動(dòng)AI還在剛剛起步階段，用戶(hù)很難對AI手機形成一個(gè)確切的認知。這時(shí)恰好就出現了一個(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能力的手機都可以打著(zhù)AI的旗號“蹭熱度”。 可當用戶(hù)真正使用上這些手機時(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 )到手機對于自己行為的學(xué)習、對于操作系統速度、電池續航能力的提升，AI不AI的，在使用感上毫無(wú)變化。對于手機這款產(chǎn)品而言，拍照效果、續航能力、操作便利等等這些使用感受才是永恒不變的貨幣體系，是消費者確認其價(jià)值的唯一參考。 窗口期永遠是短暫的，博得一時(shí)的流量，不如把握住一項能真正改變產(chǎn)品體驗的技術(shù)。 |
