進(jìn)入到 2017 年 9 月,智能手機(jī)芯片行業(yè)發(fā)生了新的變化。先是月初華為在德國柏林國際消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽會上發(fā)布了全球首款人工智能芯片麒麟 970,接著蘋果在新品發(fā)布會上宣布了 A11 Bionic 芯片的誕生。一時間,智能手機(jī)行業(yè)也擁抱上人工智能,移動 AI 芯片成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。
大勢當(dāng)前,無論是這個行業(yè)里的先行者還是后來者,都絲毫不敢怠慢。
華為:借用外力先走一步
麒麟 970 在 CPU、GPU 等傳統(tǒng)芯片項(xiàng)目上的更新自不必說,我們關(guān)心的是它之所以被稱為全球首款人工智能芯片的部分,也就是它內(nèi)置的那塊 NPU(Neural Processing Unit,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元)。
雖然華為并沒有在發(fā)布會上重點(diǎn)強(qiáng)調(diào),但我們需要指出,華為口中的 NPU 實(shí)際上就是中國科學(xué)院計(jì)算基數(shù)研究所旗下的寒武紀(jì)公司所自主研發(fā)的“寒武紀(jì) 1A 深度學(xué)習(xí)處理器”(Cambricon-1A Processor),寒武紀(jì)方面對它的介紹是“國際上首個商用深度學(xué)習(xí)處理器產(chǎn)品,在人工智能應(yīng)用上達(dá)到了四核 CPU 25 倍以上的性能和 50 倍以上的能效!薄
作為專門為深度學(xué)習(xí)定制的模塊,NPU 在特定任務(wù)上的表現(xiàn)令人吃驚。比如說在圖片識別任務(wù)中,NPU 每分鐘可以識別 2005 張,CPU 每分鐘為 95 張,前者比后者多了 20 倍;當(dāng)然在功耗上,也有飛躍式的提升。
當(dāng)然為了配合 NPU,華為也在麒麟 970 中采用了 HiAI 移動技術(shù)架構(gòu),來使其性能最大化。而華為也在推出麒麟 970 的同時推出了一個開放 AI 生態(tài)環(huán)境,支持 Tensorflow/Tensorflow Lite 和 Caffe/Caffe 2 這兩個比較主流的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編程框架,方便開發(fā)者更好地在應(yīng)用中調(diào)用 NPU。
目前來看,華為在移動 AI 芯片領(lǐng)域上已經(jīng)先行了一步;雖然借用了寒武紀(jì)的外力,但華為自己在 AI 方面的投入也不可或缺。不過潛在的問題是,寒武紀(jì) 1A 并不僅僅屬于華為,未來也有可能出現(xiàn)在其他公司的移動 AI 芯片上。
蘋果:移動 AI 芯片領(lǐng)域的領(lǐng)先者
在雷鋒網(wǎng)先前的文章中,我們已經(jīng)給出這樣一個結(jié)論:蘋果的 A11 Bionic 可以說是當(dāng)前性能最為強(qiáng)勁的移動處理芯片。但實(shí)際上,A11 Bionic 真正讓人眼前一亮的地方,卻是它的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理引擎(Neural Engine)。
實(shí)際上,A11 Bionic 的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理引擎每秒處理相應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算需求的次數(shù)可達(dá) 6000 億次,可以為面部特征的識別和使用提供性能支撐。
iPhone X 利用面部特征識別技術(shù)在人像模式中創(chuàng)造出可以生動變化的光效(Portrait Lighting),F(xiàn)ace ID 可以通過面部特征來解鎖,Animoji 通過追蹤人的面部表情來實(shí)時創(chuàng)作動畫表情,這些無不與 A11 內(nèi)置的 Neual Engine 有關(guān)。
除此之外,A11 Bionic 內(nèi)置了蘋果自主設(shè)計(jì)的第一款 GPU;其重點(diǎn)在于,這款 GPU 是為 3D 游戲和 Metal 2(蘋果在今年 WWDC 上推出的新一代圖像渲染技術(shù)框架)專門設(shè)計(jì)的,并且能夠與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和蘋果隨 iOS 11 推出的 Core ML(核心機(jī)器學(xué)習(xí))框架相配合。
總體來說,蘋果 A11 Bionic 對于人工智能的擁抱更加追求實(shí)用性,其在技術(shù)上的自主性更強(qiáng);而且基于蘋果自身軟硬件結(jié)合的巨大優(yōu)勢,這些基于人工智能的特性已經(jīng)被應(yīng)用在實(shí)際產(chǎn)品上。
由此可見,蘋果 A11 Bionic 才是整個移動 AI 芯片領(lǐng)域真正意義上的領(lǐng)先者。
高通:硬件為主,算法、軟件為輔
作為 Android 陣營中除了華為之外諸多手機(jī)廠商的芯片提供者,高通自然不可能對華為和蘋果目前的動向無動于衷。然而眼下,高通旗下的旗艦產(chǎn)品驍龍 835 處理器除了性能強(qiáng)勁之外,還沒有在真正意義上增加專門面向人工智能技術(shù)的內(nèi)部構(gòu)件。
然而,這并不意味著高通沒有動作。早在 2016 年,高通就宣布正在開發(fā)神經(jīng)處理引擎 SDK(軟件開發(fā)工具),并與 Google 和 Facebook 合作以支持 TensorFlow 和 Caffe/Caffe 2;開發(fā)者可以利用它來優(yōu)化應(yīng)用,使其在高通驍龍 600 和 800 系列處理器上運(yùn)行 AI 應(yīng)用程序。
2017 年 7 月,高通已經(jīng)這一 SDK 開放出來,命名為驍龍神經(jīng)處理引擎。
在硬件層面,高通在驍龍 835 上也有準(zhǔn)備,其中內(nèi)置的 Hexagon 690 是第一款支持 TensorFlow 和 Halide 框架的移動 DSP。2017 年 8 月,高通宣布收購專注于前沿機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的阿姆斯特丹大學(xué)附屬公司 Scyfer,目的在于擴(kuò)充人才,并將后者的技術(shù)應(yīng)用在高通的產(chǎn)品和領(lǐng)域中去。而高通工程技術(shù)副總裁 Jeff Gehlhaar 在關(guān)于這次收購的媒體溝通上表示:
移動終端正成為全球最普遍的人工智能平臺,而高通處理器將成為無處不在的終端側(cè)人工智能平臺。
不過,對于高通而言,真正值得關(guān)注的依然是未來驍龍?zhí)幚砥髟谟布矫娴膭酉。高通副總?nbsp;Jeff Gehlhaar 表示高通將通過硬件、算法和軟件三個層面來實(shí)現(xiàn)終端側(cè)(包括智能手機(jī))的人工智能戰(zhàn)略;就硬件來說,未來高通驍龍?zhí)幚砥鞅厝粫黾尤斯ぶ悄芟嚓P(guān)的硬件模塊。
從產(chǎn)品周期的角度看,目前高通驍龍 835 已經(jīng)推出 9 個月的時間,已經(jīng)超越了去年驍龍 820 到驍龍 821 的升級周期。據(jù)此可以推測,高通可能在驍龍?zhí)幚砥魃媳镆粋與人工智能相關(guān)的大招,預(yù)計(jì)最遲到明年就會新的產(chǎn)品出來。
聯(lián)發(fā)科:明年 Helio P70 見
作為智能手機(jī)芯片廠商的重要一員,聯(lián)發(fā)科雖然在高端芯片上無法與高通抗衡,但也人工智能的大潮下,也不甘落后。
聯(lián)發(fā)科董事長蔡明介曾經(jīng)表示,人工智能將是未來發(fā)展重點(diǎn),公司內(nèi)部已經(jīng)成立成立團(tuán)隊(duì),并且投入 AI 運(yùn)算的研發(fā),目前已經(jīng)有其具體成果展現(xiàn)。
而目前的最新消息是,聯(lián)發(fā)科已經(jīng)完成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及視覺運(yùn)算單元的處理器核心設(shè)計(jì),將在 2018 年推出的 Helio P70 手機(jī)處理器上內(nèi)建,這會是聯(lián)發(fā)科首顆內(nèi)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及視覺運(yùn)算單元(Neural and Visual Processing Unit,NVPU)的手機(jī)處理器,將在 2018 年上半年會以臺積電以 12 納米制程生產(chǎn),后續(xù)還會推出多款內(nèi)建相同核心的 Helio X 及 P 系列手機(jī)處理器。
三星:雖然遲到了,但也在努力
與其他廠商相比,三星在 AI 方面的動向似乎晚了一點(diǎn)。
今年的 Galaxy S8 上,三星的語音助手 Bixby 雖然亮相了,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。而在硬件方面,作為世界上少數(shù)幾個有能力自己制造芯片的手機(jī)廠商,三星一邊采用高通驍龍 835,一邊繼續(xù)推進(jìn)自家 Exynos 的研發(fā)和使用;遺憾的是,兩種芯片都離人工智能的距離還很遠(yuǎn)。
然而反應(yīng)快速和資金雄厚如三星,自然不會坐以待斃。
就在數(shù)天前,有韓國媒體報(bào)道稱,三星也已經(jīng)在著手研發(fā)基于人工智能技術(shù)的移動端芯片。一位三星的合作伙伴表示,三星的這枚 AI 芯片旨在讓本地設(shè)備擁有巨大的數(shù)據(jù)處理能力,可以大幅度減少對云端服務(wù)器的通信依賴。
此前,三星電子設(shè)備解決方案部門的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)總裁 Kim Ki-nam 曾經(jīng)在舉行于韓國首爾的科技論壇中表示,現(xiàn)有的 CPU 和 GPU 無法滿足 AI 計(jì)算的要求,而 NPU(Neural Processing Unit)可以應(yīng)對這個挑戰(zhàn);不過 NPU 的問題在于,它的存儲能力只相當(dāng)于人腦的千分之一。Kim Ki-nam 的這段話也表明,三星正在移動 AI 芯片領(lǐng)域有所動作。
除此之外,三星也在投資位于英國的 AI 芯片初創(chuàng)公司 Graphcore;去年,三星為這家公司投資了 3 億美元的戰(zhàn)略投資。而來自韓國科學(xué)技術(shù)院的教授 Yoo Hoi-jun 也表示,三星除了內(nèi)部正在研發(fā) NPU 之外,也在考慮收購一些 AI 公司。
Intel:劍走偏鋒,機(jī)會重重
雖然遺憾地錯失了移動互聯(lián)網(wǎng)的大潮,但 Intel 絲毫沒有放棄,也在努力尋找機(jī)會,試圖跟上人工智能的大潮,在移動設(shè)備上尋找到自己的一席之地。
2016 年 9 月,Intel 宣布收購計(jì)算機(jī)視覺創(chuàng)業(yè)公司 Movidius,后者曾經(jīng)為 Google 的 Project Tango 3D 傳感器提供了關(guān)鍵硬件處理技術(shù)。實(shí)際上,Google 采用的 3D 傳感器為 Movidius 的 Myriad 1 型視覺處理器;由于 Movidius 非常注重功能和續(xù)航能力,因此非常適用于移動平臺。
到了今年 8 月,Movidius 在 Intel 的麾下推出了下一代 Myriad X 視覺處理單元(VPU),它是一種低功耗片上系統(tǒng)(SoC),可以用于各類移動設(shè)備的深度學(xué)習(xí)以及其他人工智能視覺應(yīng)用加速。Movidius 表示,Myriad X 可以在同樣功耗條件下提供 Myriad 2 十倍的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DNN)性能。
此外,Intel 也在近期推出了一款代號為 Loihi 的全新自主學(xué)習(xí)神經(jīng)擬態(tài)芯片,它模仿了大腦根據(jù)環(huán)境的各種反饋來學(xué)習(xí)如何操作的運(yùn)作方式;它可以讓機(jī)器實(shí)現(xiàn)自動化,并實(shí)時進(jìn)行調(diào)整,無需等待來自云端的下一次更新。Loihi 在產(chǎn)品特性上的重點(diǎn)在于非常節(jié)能,與訓(xùn)練人工智能系統(tǒng)的通用計(jì)算芯片相比,它的能效提升了 1000 倍。
這些特征,都為 Intel 在移動 AI 芯片領(lǐng)域的發(fā)展提供了機(jī)會。
雷鋒網(wǎng)總結(jié):
除了上述幾家主要的手機(jī)芯片企業(yè),小米也有自己的松果 S1,不過離 AI 尚且遙遠(yuǎn); Google 已經(jīng)挖來蘋果的資深芯片架構(gòu)師 Manu Gulati 擔(dān)任首席 SoC 架構(gòu)師,并且收購 HTC 的部分硬件團(tuán)隊(duì),自研芯片一事基本上已經(jīng)是定論,關(guān)鍵是什么時候能夠融合 Google 自家在 AI 上的技術(shù)積累。
總體來看,雷鋒網(wǎng)認(rèn)為,智能手機(jī)芯片已經(jīng)正式人工智能時代;在此時代下,所有的玩家都在快速前進(jìn),這時候技術(shù)的積累顯得愈加重要了。如此一來,人工智能也將憑借智能手機(jī)迎來一波普及的大潮;正如 The next Web 所言:
也許每一款旗艦手機(jī)都將在 2018 年下半年搭載一塊 AI 芯片。