iPhone的A12Bionic晶片Neural Engine 神經(jīng)網(wǎng)路引擎厲害在哪

iPhone 的A12 Bionic 晶片、Neural Engine 神經(jīng)網(wǎng)路引擎厲害在哪?

蘋(píng)果于昨天發(fā)表會(huì)上推出了三款iPhone，皆搭載蘋(píng)果最新技術(shù)A12 Bionic晶片，本篇文章將聚焦在這顆晶片所能帶來(lái)的效率提升，以及對(duì)使用者會(huì)造成的影響;讓你了解新款iPhone除了在外觀、售價(jià)外，還有哪些亮點(diǎn)可以期待。

作為一個(gè)聚焦矽谷高科技的網(wǎng)站，我們就不為你匯總蘋(píng)果的新iPhone長(zhǎng)什么樣(懶人包請(qǐng)點(diǎn)此)，有什么新功能了，相信你逛一下官網(wǎng)就能知道。

但我為什么推薦你看這篇文章：在今天成千上萬(wàn)條蘋(píng)果新品發(fā)表會(huì)相關(guān)文章里，相信沒(méi)有多少像這篇一樣，能為你劃出出本次發(fā)表會(huì)上的真正重點(diǎn)。

廢話不多說(shuō)，正文開(kāi)始。

重點(diǎn)一：A12 Bionic 處理器

A12 Bionic 處理器驅(qū)動(dòng)著最新一代iPhone XS 和XR，是蘋(píng)果秋季新品發(fā)表會(huì)上的主角之一。

這場(chǎng)發(fā)表會(huì)上有一大半篇幅都是蘋(píng)果對(duì)A12 Bionic(以下簡(jiǎn)稱(chēng)A12)的參數(shù)和能力大談特談。我什至認(rèn)為，這枚SoC 對(duì)于蘋(píng)果的重要性要高于iPhone 本身。

這塊晶片主要構(gòu)成部分是CPU、GPU 和一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)路引擎Neural Engine。CPU 為6核;GPU 為4核，性能比前代A11 高了一半左右。

蘋(píng)果全球行銷(xiāo)高級(jí)副總裁菲利普·席勒(Phil Schiller)表示，A12是全世界電腦產(chǎn)業(yè)第一塊7奈米處理器。

這是一個(gè)足以令人震驚的表述。因?yàn)榭萍紡臉I(yè)者可能知道，晶片工業(yè)的領(lǐng)頭羊主要就是Intel、英偉達(dá)、AMD 和高通等公司，而這些公司正在集體遇到天花板。

這個(gè)天花板就是摩爾定律。

摩爾定律來(lái)自英特爾的創(chuàng)辦者，形容了電腦工業(yè)的一個(gè)常態(tài)現(xiàn)象：因?yàn)楣に嚨奶嵘?，處理器每隔一段時(shí)間的性能也會(huì)提升，而成本會(huì)下降。

然而在過(guò)去的幾年間，摩爾定律越來(lái)越難應(yīng)驗(yàn)了。以英特爾——全球絕大部分電腦處理器的制造商——為例，它的工藝革新的速度變得越來(lái)越緩慢，在10奈米制程工藝上的進(jìn)展緩慢，導(dǎo)致其所依賴(lài)的技術(shù)演進(jìn)模式正在崩盤(pán)。

與電腦相對(duì)的是移動(dòng)SoC。高通是這個(gè)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，進(jìn)展還不錯(cuò)，最新一代驍龍845處理器采用10奈米制程工藝，也已經(jīng)進(jìn)入了幾款最新的手機(jī)。然而高通遇到的問(wèn)題是性能提升和工藝進(jìn)步之間的線性關(guān)系正在緩慢消退，這也是高通在新一代處理器上主要突出平臺(tái)效應(yīng)而非性能的原因。

而誰(shuí)也沒(méi)有想到，在英特爾和高通跟摩爾定律纏斗的同時(shí)，蘋(píng)果突然用去年的A11 和今年的A12 在晶片工業(yè)狠狠地刷了一下存在感。

席勒透露，在采用7奈米制程工藝的A12 處理器上，蘋(píng)果(和它的代工廠臺(tái)積電一起)塞進(jìn)了將近70億顆晶體管，讓A12 成為了蘋(píng)果乃至整個(gè)移動(dòng)晶片工業(yè)史上制造的最強(qiáng)大的手機(jī)處理器

——別忘了這家公司并不像高通那樣以晶片公司自居。

A12 的6核處理器仍然采用自家的Fusion 架構(gòu)，分成2個(gè)高性能核心和4個(gè)低功耗核心，對(duì)處理前臺(tái)高資源和后臺(tái)待機(jī)任務(wù)進(jìn)行分別處理，總體上達(dá)成了將近五成的功耗降低;4核圖形處理器較前代性能也有了很大提升。

不過(guò)蘋(píng)果在晶片上的真正大殺器，在于那塊Neural Engine。

這是一塊FPGA(Field-Programmable Gate Array)，一種自定義能力強(qiáng)適合定制化計(jì)算需求，在機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域被廣泛采用的積體電路。

和A11 的雙核心相比，A12 的Neural Engine 核心數(shù)暴增到了8顆。它們存在是為了：

1)在本機(jī)端處理神經(jīng)網(wǎng)路任務(wù)，比如圖像辨識(shí)、物體追蹤、空間位置感應(yīng)。

比如現(xiàn)場(chǎng)demo的籃球即時(shí)數(shù)據(jù)分析技術(shù)Homecourt Shotscience，可以即時(shí)監(jiān)測(cè)球員的位置、姿態(tài)，球出手時(shí)的高度、角度和時(shí)機(jī)等各種資訊。

2)A12 Neural Engine 的第二個(gè)重要任務(wù)是為CPU 和GPU，以及在兩個(gè)單元的不同核心之間進(jìn)行任務(wù)分配，達(dá)成更高效的任務(wù)處理，提高性能、降低功耗。

第二代Neural Engine的存在，不僅展現(xiàn)了蘋(píng)果在晶片設(shè)計(jì)上的強(qiáng)大，更證明了一件事：為了在設(shè)備上達(dá)成甚至創(chuàng)造新的用戶(hù)需求，讓iPhone比前一代更加盡善盡美，蘋(píng)果愿意深入到晶片的層面。

而這和新iPhone 的第二個(gè)重點(diǎn)有關(guān)。

重點(diǎn)二：人工智慧

整場(chǎng)發(fā)表會(huì)給我留下深刻印象的點(diǎn)并不多，其中之一就是前面提到的籃球即時(shí)數(shù)據(jù)分析軟體Homecourt。

科技從業(yè)者可能知道，人工智慧是硬體和軟體的結(jié)合。具體來(lái)想要有好的效果，不僅要有高性能的計(jì)算硬體，也要有強(qiáng)大的算法和軟體支援。

搭配蘋(píng)果的CoreML 深度學(xué)習(xí)框架，新一代iPhone 每秒可以進(jìn)行的神經(jīng)網(wǎng)路計(jì)算超過(guò)5兆次。這意味著在某些特定范圍內(nèi)，最新一代iPhone 已經(jīng)超越了不久前業(yè)界頂尖的伺服器超級(jí)電腦。

當(dāng)很多神經(jīng)網(wǎng)路等級(jí)的任務(wù)可以在本機(jī)端計(jì)算，無(wú)需連接網(wǎng)路，最大的意義在于解鎖了很多新的使用情境。比如發(fā)表會(huì)示范的新一代iPhone 拍照的Smart HDR 功能。

HDR 拍照就是在按下快門(mén)時(shí)，相機(jī)會(huì)拍下多張不同曝光的照片，將它們拼在一起，使得從高光到暗影的每一處細(xì)節(jié)都呈現(xiàn)更清晰。iPhone XS 和XR 相機(jī)引入的Smart HDR 功能，利用了這個(gè)邏輯，達(dá)成了更好的效果。

首先，按下快門(mén)時(shí)相機(jī)會(huì)自動(dòng)拍下4張照片，利用Neural Engine 結(jié)合GPU 的計(jì)算能力選取最好的一張。蘋(píng)果稱(chēng)其為零快門(mén)延時(shí)(Zero shutter lag)技術(shù)。

但過(guò)程并非如此簡(jiǎn)單，再按下快門(mén)時(shí)，相機(jī)不僅留下了4幀，還在另一個(gè)曝光等級(jí)上拍攝了它們的復(fù)制幀，以保留高光細(xì)節(jié);

以及另外一幀高曝光，留下暗處細(xì)節(jié)。此謂HDR。

最后，Neural Engine 會(huì)再次選取照片中品質(zhì)最優(yōu)良的幾張，包括正片、高光、暗影，將其結(jié)合，從而達(dá)成Smart HDR 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。但需要明確的是，這些功能并非過(guò)去的手機(jī)拍照處理器/ISP 可以達(dá)成的，而是需要Neural Engine 和CPU/GPU 配合。

你可以說(shuō)蘋(píng)果殺雞用牛刀，但至少在拍照這件事上他們是認(rèn)真的。

同樣是在拍照上，新一代iPhone 可以達(dá)成更好的背景模糊(Bokeh) 效果。前代iPhone X 剛發(fā)表時(shí)很多用戶(hù)發(fā)現(xiàn)人像模式效果并不好，原因在于并非雙鏡頭達(dá)成，而是單鏡頭+電腦模擬背景模糊。

席勒表示，蘋(píng)果相機(jī)工程師利用市面上頂級(jí)的相機(jī)和鏡頭所拍下的背景模糊效果，對(duì)iPhone 相機(jī)、軟體以及A12 Neural Engine 進(jìn)行訓(xùn)練，相信能夠取得更好的背景模糊效果——盡管這次仍然是電腦模擬的。

另一個(gè)例子是現(xiàn)場(chǎng)demo的多人同螢?zāi)?mdash;—不對(duì)，同空間聯(lián)機(jī)游戲。這是一款擴(kuò)增實(shí)境(AR) 3D射擊游戲，幾個(gè)玩家各自操作手機(jī)，在同一個(gè)空間內(nèi)射擊目標(biāo)，最后比較比分。

這款游戲利用了蘋(píng)果的ARKit 2 平臺(tái)，結(jié)合Neural Engine 驅(qū)動(dòng)的圖像辨識(shí)和空間感知能力，至少在發(fā)表會(huì)現(xiàn)場(chǎng)效果令人嘆服。

看完整場(chǎng)發(fā)表會(huì)，蘋(píng)果在iPhone XS/XR上展現(xiàn)的人工智慧軟硬體能力，給我留下的印象并不是它們有多強(qiáng)，而是在于它們整合的多么緊密和自然。

因?yàn)榫科涓?，蘋(píng)果也不是一家人工智慧公司。它的業(yè)績(jī)保證需要銷(xiāo)售設(shè)備來(lái)支援。而設(shè)備給人帶來(lái)的體驗(yàn)多完整，決定了設(shè)備的用戶(hù)滿(mǎn)意度有多高。