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苹果并非芯片和AI公司 但它的芯片和AI真的令人惊艳

来源:硅星人(guixingren123)

苹果在iPhone上体现的芯片设计和AI能力,给我留下的印象并非有多强,而是整合有多紧密和自然。

作为一个聚焦硅谷高新技术的公众号,我们就不为你汇总苹果的新iPhone长什么样,有什么新功能了,相信你逛一下官网就能知晓。

但我为什么推荐你看这篇文章:在今天朋友圈成千上万条苹果新品发布会相关文章里,相信没有多少像这篇一样,能为你划出出本次发布会上的真正重点。

废话不多说,正文开始。

重点一:处理器

A12 Bionic处理器驱动着最新一代iPhone XS和XR,是苹果秋季新品发布会上的主角之一。

这场发布会上有一大半篇幅都是苹果对A12 Bionic(以下简称A12)的参数和能力大谈特谈。我甚至认为,这枚SoC对于苹果的重要性要高于iPhone本身。

这块芯片主要构成部分是CPU、GPU和一个神经网络协处理器NeuralEngine。CPU为6核;GPU为4核,性能比前代A11高了一半左右。

苹果全球营销高级副总裁菲利普·席勒(PhilSchiller)表示,A12是全世界计算行业的第一块7纳米处理器。

这是一个足以令人震惊的表述。因为科技从业者可能知道,芯片工业的领头羊主要就是英特尔、英伟达、AMD和高通等公司,而这些公司正在集体遇到天花板。

这个天花板就是摩尔定律。

摩尔定律来自英特尔的创办者,形容了计算工业的一个常态现象:因为工艺的提升,处理器每隔一段时间的性能也会提升,而成本会下降。

然而在过去的几年间,摩尔定律越来越难应验了。以英特尔——全球绝大部分电脑处理器的制造商——为例,它的工艺革新的速度变得愈发缓慢,在10纳米制程工艺上的进展缓慢,导致其所依赖的技术演进模式正在崩盘。

与电脑相对的是移动SoC。高通是这个领域的领导者,进展还不错,最新一代骁龙845处理器采用10纳米制程工艺,也已经进入了几款最新的手机。然而高通遇到的问题是性能提升和工艺进步之间的线性关系正在缓慢消退,这也是高通在新一代处理器上主要突出平台效应而非性能的原因。

而谁也没有想到,在英特尔和高通跟摩尔定律缠斗的同时,苹果突然用去年的A11和今年的A12在芯片工业狠狠地刷了一下存在感。

席勒透露,在采用7纳米制程工艺的A12处理器上,苹果(和它的代工商台积电一起)塞进了将近70亿颗晶体管,让A12成为了苹果乃至整个移动芯片工业史上制造的最强大的手机处理器

——别忘了这家公司并不像高通那样以芯片公司自居。

A12的6核处理器仍然采用自家的Fusion架构,分成2个高性能核心和4个低功耗核心,对处理前台高资源和后台待机任务进行分别处理,总体上实现了将近五成的功耗降低;4核图形处理器较前代性能也有了很大提升。

不过苹果在芯片上的真正大杀器,在于那块NeuralEngine。

这是一块FPGA(Field-ProgrammableGateArray现场可编程门阵列),一种自定义能力强适合定制化计算需求,在机器学习领域被广泛采用的集成电路。

和A11的双核相比,A12的NeuralEngine核数暴增到了8颗。它们存在是为了:

1)在本地处理神经网络任务,比如图像识别、物体追踪、空间位置感应。

比如现场演示的篮球实时数据分析技术HomecourtShotscience,可以实时监测球员的位置、姿态,球出手时的高度、角度和时机等诸多信息。

2)A12NeuralEngine的第二个重要任务是为CPU和GPU,以及在两个单元的不同核心之间进行任务分配,实现更高效的任务处理,提高性能、降低功耗。

第二代NeuralEngine的存在,不仅体现了苹果在芯片设计上的强大,更证明了一件事:为了在设备上实现甚至创造新的用户需求,让iPhone比前一代更加尽善尽美,苹果愿意深入到芯片的层面。

而这和新iPhone的第二个重点有关。

重点二:人工智能

整场发布会给我留下深刻印象的点并不多,其中之一就是前面提到的篮球实时数据分析应用Homecourt。

科技从业者可能知道,人工智能是硬件和软件的结合。具体来想要有好的效果,不仅要有高性能的计算硬件,也要有强大的算法和软件支持。

搭配苹果的CoreML深度学习框架,新一代iPhone每秒可以进行的神经网络计算超过5万亿次。这意味着在某些特定范畴内,最新一代iPhone已经超越了不久前业界顶尖的服务器超级计算机。

当很多神经网络级别的任务可以在本地计算,无需联网,最大的意义在于解锁了很多新的使用场景。比如发布会演示的新一代iPhone拍照的SmartHDR功能。

HDR拍照就是在按下快门时,相机会拍下多张不同曝光的照片,将它们拼在一起,使得从高光到暗影的每一处细节都呈现更清晰。iPhone XS和XR相机引入的SmartHDR功能,利用了这个逻辑,实现了更好的效果。

首先,按下快门时相机会自动拍下4张照片,利用NeuralEngine结合GPU的计算能力选取最好的一张。苹果称其为零快门延时(Zeroshutterlag)技术。

但过程并非如此简单,再按下快门时,相机不仅留下了4帧,还在另一个曝光级别上拍摄了它们的复制帧,以保留高光细节:

以及另外一帧高曝光,留下暗处细节。此谓HDR:

最后,NeuralEngine会再次选取照片中质量最高的几张,包括正片、高光、暗影,将其结合,从而实现SmartHDR效果:

最后得到的照片并不一定就和普通HDR或者HDR+照片高下立判。但需要明确的是,这些功能并非过去的手机拍照处理器/ISP可以实现的,而是需要NeuralEngine和CPU/GPU配合。

你可以说苹果杀鸡用牛刀,但至少在拍照这件事上他们是认真的。

同样是在拍照上,新一代iPhone可以实现更好的背景虚化(Bokeh)效果。前代iPhoneX刚发布时很多用户发现人像模式效果并不好,原因在于并非双摄像头实现,而是单摄像头+计算机模拟背景虚化。

席勒表示,苹果相机工程师利用市面上顶级的相机和镜头所拍下的背景虚化效果,对iPhone相机、软件以及A12NeuralEngine进行训练,相信能够取得更好的背景虚化效果——尽管这次仍然是计算机模拟的。

另一个例子是现场演示的多人同屏——不对,同空间联机游戏。这是一款增强现实3D射击游戏,几个玩家各自操作手机,在同一个空间内射击目标,最后比较比分。

这款游戏利用了苹果的ARKit2增强现实平台,结合NeuralEngine驱动的图像识别和空间感知能力,至少在发布会现场效果令人叹服。

看完整场发布会,苹果在iPhone XS/XR上体现的人工智能软硬件能力,给我留下的印象并不是它们有多强,而是在于它们整合的多么紧密和自然。

因为究其根本,苹果也不是一家人工智能公司。它的业绩保证需要销售设备来支持。而设备给人带来的体验多完整,决定了设备的用户满意度有多高。

标签: 苹果 AI

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