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來源：腦極體 隨著搭載驍龍845的小米、OPPO紛紛推出新機，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AI芯片，麒麟970、蘋果A11和驍龍845之間的不同點究竟在哪？ 從硬件角度來看，三者最大的區(qū)別在于對AI運算的實現(xiàn)方式上。我們知道，AI計算與以往手機上常見計算任務(wù)的區(qū)別，就在于實現(xiàn)機器學習、深度學習的推理需要在長時間內(nèi)保持高速、大量的計算處理。峰值數(shù)據(jù)吞吐量的提高、計算時長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(qū)別，就在于如何實現(xiàn)更強的算力上。 
其中麒麟970采用的是“硬實現(xiàn)”的方式，在CPU、GPU等等傳統(tǒng)計算單元之外加入了一個新的計算單元——嵌入式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器NPU。就像GPU專用于圖像運算一樣，NPU也是專用于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計算，從而實現(xiàn)機器學習的相關(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(yīng)用。 與麒麟970的硬實現(xiàn)模式不同，蘋果A11采用的是“軟實現(xiàn)”模式，不設(shè)置獨立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元，但通過對自研GPU、自研ISP和DSP等等傳統(tǒng)硬件模塊進行AI配適調(diào)整，集成“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎”極大的提升圖片計算的處理速度。在AI任務(wù)中，很多都涉及到對圖片內(nèi)容的學習和推理，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）概念和蘋果A11有些類似，同樣是調(diào)整CPU、GPU、DSP等多個硬件模塊，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？ 想要回答這個問題，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，大多數(shù)時候采取的云計算方式——把數(shù)據(jù)上傳到云端，進行推理后下載結(jié)果到本地。這樣一來一回的計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，手機終于可以實現(xiàn)端側(cè)AI。不管有沒有網(wǎng)絡(luò)連接云端，都可以在手機本地進行實時的、無條件的高速運算。
這樣的端側(cè)AI給手機帶來了四項能力，分別是感知、認知、動力和安全。接下來我們可以從這四項能力的實現(xiàn)過程中，討論有沒有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？ 在以往是通過觸摸屏幕等輸入方式，對用戶的信息進行解碼。同時通過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。 但隨著計算能力的增加，一些原本存在于云端的算法正在進入終端，讓手機感知到更多。比如在圖像處理上，以往手機只是簡單的拍攝照片，現(xiàn)在隨著計算能力增加，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。 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有一項智能音樂推薦功能，在AI算力的支持下，可以通過手機的體感能力實時監(jiān)測到用戶的運動頻率，從而推薦旋律和運動頻率相近的音樂。 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都提出了場景識別，分辨出拍攝的對象并進行相應(yīng)的后期處理。但華為的P20系列卻能在端側(cè)實現(xiàn)表情識別，自動抓拍到拍攝對象的笑容。
原因就是，笑容、運動頻率這種數(shù)據(jù)波動往往是轉(zhuǎn)瞬即逝的，NPU作為獨立運算單元專職負責AI計算，可以以最快速度調(diào)用資源完成處理。可CPU+GPU的解決模式要同時顧及手機上的所有計算任務(wù)，就有可能出現(xiàn)排隊的狀況，鏡頭前的人都笑完了，計算資源還沒調(diào)度過來。 精準認知下，智慧識屏讓服務(wù)直達用戶 所謂認知，就是手機對信息的加工處理過程。 有了端側(cè)AI的強算力，手機正在逐漸從處理數(shù)據(jù)走到處理知識。舉個例子，以往iPhone的相冊分區(qū)會按照拍攝地點、拍攝時間來區(qū)分，但現(xiàn)在已經(jīng)能實現(xiàn)貓、海水這樣以照片內(nèi)容區(qū)分的方式。手機從以前只能理解時間、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”。 在EMUI中，我們還可以見到一項名為智慧識屏的功能。只要雙指長按屏幕就可以實現(xiàn)對圖片和文字的共同讀取，并且通過AI理解圖片與文字的語義，呈現(xiàn)出地址、電影購票、飯店大眾點評等等服務(wù)卡牌。點擊這些卡片，就可以直接跳轉(zhuǎn)第三方App，極大的減少了App間的手動調(diào)度。
這一功能的出現(xiàn)，是因為NPU更強大的算力可以實現(xiàn)對信息的多維處理：不僅僅可以同時處理自然語音和圖片，還可以通過對用戶行為習慣的理解進行應(yīng)用跳轉(zhuǎn)這類主動服務(wù)。 動力指揮官，懂得用戶才有智慧節(jié)電 一個普遍的認識是，大量的計算是非常耗電的。不然比特幣礦工們也不會四處尋找低電價的城市了。但手機的動力系統(tǒng)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，這種認知更是每時每刻的發(fā)生著，最終實現(xiàn)手機對用戶個人行為習慣的一種深入理解。就拿電池續(xù)航來說，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。即通過對個人用戶對應(yīng)用使用習慣的深度學習，記住哪些應(yīng)用是經(jīng)常使用的，預測到哪些場景下即將打開哪些應(yīng)用。在這一制度下，再來進行資源調(diào)配，有了獨立的計算單元，手機AI時時刻刻都在進行著學習和計算，“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(xù)航能力。 不光是電池續(xù)航，在安卓手機系統(tǒng)不流暢方面，同樣的智慧資源調(diào)度也在發(fā)生著作用。在普通手機中，各個應(yīng)用都在排隊領(lǐng)取自己所需的運行資源，久而久之隊列越來越長，效率也越來越差。而NPU就像一個指揮官，通過應(yīng)用的日常表現(xiàn)判斷它們到底需要多少資源，把排隊領(lǐng)取變成實時的按需分配。 這樣一來不僅手機應(yīng)用對內(nèi)存、計算資源的利用率提高，AI還可以定時向用戶提醒，哪些應(yīng)用出現(xiàn)了流量異動、哪些應(yīng)用太久沒有被啟動。幫助用戶更清晰的了解到手機內(nèi)部的運行狀況。以榮耀V10的數(shù)據(jù)看來，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，手機整體的動力系統(tǒng)效率都得到了提升。 安全壁壘永駐，有端側(cè)計算才敢把數(shù)據(jù)交給手機 在云計算時代，用戶隱私問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題，計算都在本地進行，不存在將個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)，把對用戶行為習慣的理解完全放在無網(wǎng)的封閉空間下進行，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(diào)節(jié)，其實手機還知道你最常使用的駕車路線、接下來幾天的行程、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讓人感覺受了冒犯，但在端側(cè)AI對信息安全的加持下，手機會成為一位合格的個人助理。 比如用戶通過語音助手預約餐廳時，手機可以直接通過用戶的出行習慣推薦適合的路線，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，很有可能讓用戶不知不覺中對AI手機產(chǎn)生依賴。
看到這里我們會發(fā)現(xiàn)，NPU之于手機，不僅僅是簡單的技術(shù)加成，而是通過感知、認知、動力、安全等等方面的細微之處提升用戶對手機的使用感。用戶或許不理解所謂的深度學習，但一定能感受到手機的續(xù)航能力越來越強、越來越符合自己的使用習慣。 如今移動AI還在剛剛起步階段，用戶很難對AI手機形成一個確切的認知。這時恰好就出現(xiàn)了一個窗口期，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AI的旗號“蹭熱度”。 可當用戶真正使用上這些手機時，除了感受到與美圖秀秀無異的“AI濾鏡”之外，完全不能體會到手機對于自己行為的學習、對于操作系統(tǒng)速度、電池續(xù)航能力的提升，AI不AI的，在使用感上毫無變化。對于手機這款產(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，是消費者確認其價值的唯一參考。 窗口期永遠是短暫的，博得一時的流量，不如把握住一項能真正改變產(chǎn)品體驗的技術(shù)。 |
