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為什么說 2017 是智能手機(jī) AI 元年?

本文作者: 李帥飛 2017-12-29 17:30
導(dǎo)語(yǔ):2018 年,智能手機(jī)行業(yè)對(duì) AI 的擁抱將會(huì)更加緊密。

2017 年,智能手機(jī)行業(yè)有兩個(gè)關(guān)鍵詞:全面屏和 AI。

全面屏這個(gè)概念,可以說是伴隨著 2016 年 10 月 25 日小米 MIX 的驚艷發(fā)布而誕生,并在整個(gè) 2017 年形成智能手機(jī)在外觀上的新潮流;而蘋果 iPhone X 對(duì)全面屏這一概念的接受,更是讓它具備了某種欽定的意味。

為什么說 2017 是智能手機(jī) AI 元年?

相對(duì)于全面屏,AI 的情況要復(fù)雜得多。2011 年,Siri 在 iPhone 4s 上的露面,讓智能手機(jī)初步具備了與人對(duì)話的能力;然而此后數(shù)年,無論是 Siri 自己,還是其他廠商的類似產(chǎn)品,都沒能給智能手機(jī)順利打上 AI 的標(biāo)簽,即使強(qiáng)悍如 Google Assistant,也不能例外。

一直到 2017 年,當(dāng)智能手機(jī)第一次以芯片的方式在硬件層面與 AI 握手,整個(gè)行業(yè)才驀然認(rèn)識(shí)到,原來 AI 已經(jīng)真正來到了智能手機(jī)上。

由此,雷鋒網(wǎng)認(rèn)為,2017 年是智能手機(jī) AI 元年。

為什么說 2017 是智能手機(jī) AI 元年?

華為的拿來主義

如果只把目光投向 2017 上半年,其實(shí)還看不到什么波瀾。

三星 S8 系列 18.5:9 的曲面屏幕令人愛不釋手,也算是進(jìn)入到了全面屏序列;但新出現(xiàn)的 Bixby 并沒有超脫 Siri 之類的范疇,更何況 Bixby 后來還出現(xiàn)了諸多問題,而中國(guó)版幾乎就是不能用的。華為上半年旗艦 P10 以“人像攝像大師”為名做了一波好宣傳,但用的還是萊卡的東西。小米 6 則依然走了國(guó)內(nèi)首發(fā)高通驍龍 835 的老路子。

到了下半年 9 月,智能手機(jī)終于找到了它的下一個(gè)關(guān)鍵詞——AI。

2017 年 9 月 2 日下午,華為在德國(guó)柏林消費(fèi)電子展發(fā)布了麒麟 970 芯片;為了配合這種【手機(jī)未發(fā),芯片先行】的做法,華為將這款芯片定義為【全球首款智能手機(jī)移動(dòng)端 AI 芯片】。

為什么說 2017 是智能手機(jī) AI 元年?

具體來說,麒麟 970 搭載了一款 NPU(Neural-network Processing Unit,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元),其亮點(diǎn)在于處理特定任務(wù)時(shí)比 CPU 等模塊出色得多,比如說在圖片識(shí)別任務(wù)中,NPU 每分鐘可以識(shí)別 2005 張,CPU 每分鐘為 95 張,前者比后者多了 20 倍;從能效上來說,NPU 更是 CPU 的 50 倍。當(dāng)然,為了配合麒麟 970,華為在適配和開發(fā)層面也做了很多工作。

然而,對(duì)于普通用戶來說,麒麟 970 作為一款芯片的意義并不大,它真正的使用價(jià)值還要體現(xiàn)在 10 月中旬 Mate 10 系列新品上。從結(jié)果上來看,這塊 NPU 給華為 Mate 10 系列帶來的是:

  • 學(xué)習(xí)用戶行為,實(shí)現(xiàn)行為預(yù)測(cè)、資源調(diào)配、場(chǎng)景感知等功能;

  • 系統(tǒng)響應(yīng)速度將增加 60%,系統(tǒng)流暢度將增加 50%;

  • 實(shí)時(shí)智能識(shí)別 13 種場(chǎng)景,針對(duì)拍攝對(duì)象進(jìn)行成像效果調(diào)校增強(qiáng)。

在雷鋒網(wǎng)看來,除了在拍照上的場(chǎng)景識(shí)別和成像增強(qiáng),AI 芯片并沒有給華為 Mate 10 帶來什么具體的實(shí)用功能;而系統(tǒng)流暢度這樣的改善也是隱性的,難以感知的。

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不過,麒麟 970 的另一個(gè)根本問題在于,它的 NPU 模塊并非是獨(dú)立研發(fā),而是借用了寒武紀(jì)在 2016 年推出的 1A 深度學(xué)習(xí)處理器。不可否認(rèn),麒麟 970 在驅(qū)動(dòng)、BSP、內(nèi)存機(jī)制等方面做了很多工作,但它終究是一款拿來主義的產(chǎn)品。

當(dāng)然,即使是拿來主義,麒麟 970 的問世也已經(jīng)很難得了。

蘋果的自力更生

嚴(yán)格意義上來說,給麒麟 970 帶上全球首款智能手機(jī) AI 芯片的帽子,是華為博取眼球的討巧做法。這種做法并不算錯(cuò),但跟 9 月中旬的蘋果新品發(fā)布會(huì)相比,還是黯淡無光;因?yàn)榫?AI 融入智能手機(jī)的完成度和可用性來說,新一代 iPhone(尤其是 iPhone X)和它們內(nèi)置的 A11 Bionic 芯片,實(shí)在是太過出色了。

雷鋒網(wǎng)曾經(jīng)說過,A11 Bionic 才是那場(chǎng)發(fā)布會(huì)真正的亮點(diǎn)。它的確如蘋果官方所言,是“一款智能手機(jī)到目前為止所能擁有的最強(qiáng)勁、最智能的芯片”。其強(qiáng)勁自不必說,跑分碾壓自己的前作,也碾壓高通驍龍 835;而智能部分,則體現(xiàn)在蘋果在 A11 Bionic 中自主研發(fā)的雙核架構(gòu) Neural Engine(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理引擎),它每秒處理相應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算需求的次數(shù)可達(dá) 6000 億次。

這個(gè) Neural Engine 的出現(xiàn),讓 A11 Bionic 成為一塊真正的 AI 芯片。

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但蘋果的強(qiáng)大之處在于,它不僅僅自主研發(fā)出了一個(gè)業(yè)界無敵的 AI 芯片,還在芯片的基礎(chǔ)之上開發(fā)出一系列重磅而實(shí)用的功能。以 iPhone X 為例,其與 Neural Engine 直接相關(guān)的功能體現(xiàn)在:

  • Face ID 通過面部特征解鎖;

  • Animoji 通過追蹤人的面部表情來實(shí)時(shí)創(chuàng)作動(dòng)畫表情;

  • 人像模式可以創(chuàng)造出能夠生動(dòng)變化的光效 Portrait Lighting。

與華為一致,A11 Bionic 大大提升了 iPhone X 在拍照方面的使用體驗(yàn),并提供了一些富有創(chuàng)意的新玩法。而更具革命性的是 Face ID,它能夠?qū)鞲衅鲾?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí) 3D 建模,并利用機(jī)器學(xué)習(xí)識(shí)別用戶容貌改變,在此過程中產(chǎn)生的大量計(jì)算需求,都需要借助 A11 Bionic 和 Neural Engine 來滿足。

最終的結(jié)果是,F(xiàn)ace ID 直接取代了 Touch ID。

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除此之外,A11 Bionic 內(nèi)置了蘋果自主設(shè)計(jì)的第一款 GPU。這款 GPU 是為 3D 游戲和 Metal 2(蘋果在 WWDC 2017 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。

綜合來看,憑借強(qiáng)大的自主研發(fā)能力和無與倫比的軟硬件整合能力,蘋果在智能手機(jī) AI 化的道路上走得比華為扎實(shí)得多,也超前得多。這不僅僅是財(cái)力上的距離,也是技術(shù)上的距離,更是生態(tài)掌控力和影響力上的距離。

Google 的劍走偏鋒

在 2016 年 10 月 4 日的 Google Pixel 發(fā)布會(huì)上,Sundar Pichai 反復(fù)強(qiáng)調(diào) Google 已經(jīng)從 Mobile First 變?yōu)?AI First;體現(xiàn)在產(chǎn)品上,Google Assistant 率先在 Pixel 手機(jī)上亮相??上г谟脩舻恼J(rèn)知中,Google Assistant 不過是一個(gè)增強(qiáng)版的 Siri,所以最終也沒有激起什么波瀾。

一年后的發(fā)布會(huì)上,Pixel 2/XL 同樣帶著 Google Assistant 來了。就在大家覺得無聊要散場(chǎng)的時(shí)候,Google 卻宣布了 Pixel 2/XL 的 One More Thing,也就是那顆 Pixel Visual Core。

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Pixel Visual Core 是一塊協(xié)處理器,其核心部分是 Google 自主設(shè)計(jì)的圖像處理單元(Image Processing Unit,簡(jiǎn)稱 IPU),IPU 的特點(diǎn)在于充分可編程性和領(lǐng)域特定性,可以實(shí)現(xiàn)每秒高于 30 億次的運(yùn)算。

與華為和蘋果不同,Google 表示 Pixel Visual Core 的用處很簡(jiǎn)單:將 HDR+ 的運(yùn)行速度提升 5 倍,而功耗則將為十分之一。

但實(shí)際上,Google 還為 Pixel Visual Core 預(yù)留了其他方面的能力,比如說機(jī)器學(xué)習(xí);為此,Google 提供了編程工具,開發(fā)者在圖像處理方面使用 Halide,在機(jī)器學(xué)習(xí)方面使用 TensorFlow;而 Google 開發(fā)的編譯器可以為底層硬件提供代碼優(yōu)化。

與華為的拿來主義和蘋果的獨(dú)立自主不同,Pixel Visual Core 是由 Google 與 Intel  合作設(shè)計(jì)的;考慮到 Google 此前已經(jīng)使用過 Intel 旗下 Movidius 的芯片,這次的合作很可能與 Movidius 有關(guān)。

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不過 Google 的野心不止于此。

Pixel Visual Core 和 TPU 已經(jīng)初步展現(xiàn)出 Google 在芯片研發(fā)方面的積累,而 Google 又從蘋果和高通那里挖來了包括大神 John Bruno 在內(nèi)的芯片設(shè)計(jì)工程師,這些工程師的任務(wù)就是為 Google 開發(fā)移動(dòng)端 AI 芯片。

而根據(jù)研究機(jī)構(gòu) Tirias Research 創(chuàng)始人 Jim McGregor 的判斷,Google 可以借助現(xiàn)成的知識(shí)產(chǎn)權(quán),在半年內(nèi)開發(fā)出一款多功能的 SoC 芯片。

為什么是它們?

遺憾的是,除了蘋果、Google 和華為,其他廠商都沒有能夠在硬件層面到達(dá) AI 的范疇。那么問題來了,為什么是這三家?

首先要明確,AI 在硬件層面的體現(xiàn)就是芯片。而智能手機(jī)芯片的特殊性在于,它不僅僅強(qiáng)調(diào)性能和功耗的平衡,還要考慮結(jié)合用戶的使用場(chǎng)景;前者恰好是 AI 芯片在智能手機(jī)上的優(yōu)勢(shì),但后者卻是難點(diǎn)。因此,AI 芯片要出現(xiàn)在智能手機(jī)上,一方面在芯片技術(shù)的深厚積累,還需要通過軟硬件結(jié)合來完成使用場(chǎng)景的落地。

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蘋果其實(shí)不必多言,軟硬件結(jié)合一直都是它的核心產(chǎn)品理念。從 iPhone 4 起,蘋果就已經(jīng)在自主設(shè)計(jì) A 系列芯片,并將范圍從 CPU 一路擴(kuò)展到 GPU;這背后積累的技術(shù)實(shí)力足以支撐得起一個(gè) Neural Engine。至于 Face ID 和 Animoji 等,對(duì)于蘋果而言,更是一件水到渠成之事。

華為在麒麟 970 中提現(xiàn)出來的,主要是基于多年麒麟系列芯片的整合開發(fā)能力。NPU 雖然是借自于寒武紀(jì) 1A,但它與麒麟 970 的深度結(jié)合也是一件需要技術(shù)實(shí)力支撐的難事。當(dāng)然,除了芯片,華為也在操作系統(tǒng)層面積極探索,但不得不說還有著很大的提升空間。

Google 劍走偏鋒,將 Pixel Visual Core 用在 HDR+ 這一個(gè)功能點(diǎn)上,看似大材小用,實(shí)則直擊痛點(diǎn)。拍照功能對(duì)手機(jī)的重要性不言而喻,無論是蘋果和華為的 AI 芯片都是在此處著力。但 Google 在軟件和算法層面的積累更多一點(diǎn),以往主要依賴于云端處理和網(wǎng)絡(luò)傳輸,而 Pixel Visual Core 將有助于 Google 將其上述積累從本地設(shè)備中釋放出來。

從技術(shù)上來看,Google 通過與 Intel 的合作完成 AI 芯片的初步實(shí)現(xiàn),也算是抄近道;但其實(shí) Google 有自己的技術(shù)積累,而且正在不斷從外部吸收人才??梢韵胍姷氖?,基于強(qiáng)大的財(cái)力和技術(shù)能力, Google 勢(shì)必走上一條自主研發(fā)的路線。

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另外,與華為、蘋果相比,Google 的做法還有一個(gè)不同點(diǎn)。前二者所采用的 AI 硬件模塊在形式上與傳統(tǒng)的(包括 CPU 和 GPU 在內(nèi)的) SoC 是一體的,而 Google 的 Pixel Visual Core 則是一塊相對(duì)獨(dú)立的 AI 協(xié)處理器,與高通驍龍 835 形成了協(xié)作關(guān)系。 

Google 的這種解決方案固然有技術(shù)能力不足的因素,但也可能與它在整個(gè) Android 陣營(yíng)的地位有關(guān)。不是所有的手機(jī)廠商都有像華為那樣的技術(shù)實(shí)力,考慮到未來整個(gè)智能手機(jī)行業(yè)都將會(huì)逐步走向 AI,Google 的這一方案也為其他廠商提供了某種示范效用。

畢竟,與華為 970 的 SoC 一體化方案相比,高通 SoC+ AI 協(xié)處理器的解決方案,在技術(shù)門檻上要低得多。

2018,全面爆發(fā)

也許是因?yàn)閷?duì)物理實(shí)體的執(zhí)念,AI 芯片帶來的認(rèn)可度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 AI 算法和應(yīng)用,盡管后者也是 AI 的一部分。除了越來越強(qiáng)大的 Siri 們,曠視和商湯的人臉識(shí)別技術(shù)也已經(jīng)分別出現(xiàn)在小米、錘子、OPPO、一加等手機(jī)廠商的產(chǎn)品上,這些其實(shí)也是 AI。

但在 2018 年,智能手機(jī)行業(yè)對(duì) AI 的擁抱將會(huì)更加緊密。

為什么說 2017 是智能手機(jī) AI 元年?

首先要重點(diǎn)說說三星。Bixby 在經(jīng)歷了 2017 年的打磨之后已經(jīng)有了不錯(cuò)的表現(xiàn),但硬件能力才是三星的主場(chǎng)。雖然依然有高通驍龍的保障,但下一代處理器 Exynos 9810 也將會(huì)在 2018 年年初問世,而且根據(jù)韓國(guó)媒體 Seeko 爆料,它將加入一顆 AI 協(xié)處理器??紤]到三星電子此前已經(jīng)投資了中國(guó)的深鑒科技,而后者的產(chǎn)品也適用于智能手機(jī),雷鋒網(wǎng)認(rèn)為 Seeko 的爆料是靠譜的。

另外一個(gè)不可忽視的玩家是高通。雖然高通宣稱從驍龍 820 起就已經(jīng)具備 AI 能力,但 2018 年的焦點(diǎn)依然是驍龍 845??紤]到面向整個(gè) Android 平臺(tái)的通用性和靈活性,高通沒有在驍龍 845 中增加單獨(dú)的 AI 模塊,但卻打算通過由 CPU、GPU 和 DSP(重點(diǎn)是 DSP)組成的 AI 異構(gòu)系統(tǒng)和 NPE 任務(wù)分配系統(tǒng),幫助不同的應(yīng)用場(chǎng)景提供相應(yīng)的計(jì)算解決方案。

可以看到,高通在驍龍 845 中提供的是 AI 基礎(chǔ)硬件平臺(tái)能力,但同時(shí)又為其他手機(jī)廠商預(yù)留了足夠的定制化空間和開發(fā)空間。這就為其他 Android 廠商效仿 Google,提供了機(jī)會(huì)。不要忘了,華為的 NPU 是從寒武紀(jì)借來的,其他手機(jī)廠商如果也想借用,也未必沒有可能。

當(dāng)然,除了硬件,人臉識(shí)別等算法也將會(huì)隨著全面屏的發(fā)展而逐漸普及;而諸多 Android 廠商也將在操作系統(tǒng)層面實(shí)現(xiàn)對(duì) AI 算法的融入。不過總體來看,硬件軟件算法三者的結(jié)合依然是無法改變的發(fā)展趨勢(shì)。

為什么說 2017 是智能手機(jī) AI 元年?

還有一個(gè)值得強(qiáng)調(diào)的點(diǎn)是 AI 在智能手機(jī)上的使用場(chǎng)景。就目前的發(fā)展情況來看,AI 在智能手機(jī)上的使用場(chǎng)景還是極為有限的;雖然智能手機(jī)廠商已經(jīng)在大力投入,但真正重要的是開發(fā)者對(duì)于 AI 技術(shù)驅(qū)動(dòng)下的新型應(yīng)用生態(tài)的參與和構(gòu)建。而后者,才是智能手機(jī)真正走向 AI 的主體力量。

最后,2017 開啟了智能手機(jī) AI 元年,2018,我們拭目以待。

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