手機晶元競相集成NPU 弱人工智慧戰役開啟

2017蘋果秋季發布會上，iPhoneX成為最受關注的新品，Face ID、全面屏、無線充電等新特性引發關注，但介紹時間不超過三分鐘的A11 Bionic處理器其實更加值得關注。原因不僅是因為A11 Bionic強勁的性能是實現相關功能的基礎，更重要的是集成神經網路處理引擎正成為智能手機處理器的新趨勢，手機弱人工智慧時代也由此開啟。

??蘋果的整場發布會，並沒有對處理器做太多的介紹。不過細細回味我們就會有新的發現，首先從處理器的命名來看，蘋果的A系列處理器每年在數字上會進行更新，但去年搭載在iPhone7系列上的處理器A10後面添加了一個似乎很有指向意義的單詞Fusion，而A10 Fusion也是A系列處理器首次用上4核CPU。今年，A11處理器的後綴變為了Bionic。從發布後來看，Face ID的實現除了需要解決結構光3D感測器的難題，更需要A11 Bionic強大的運算能力，因此蘋果為這一功能開發了每秒可處理6000 億次神經網路計算需求的神經網路處理引擎(Neural Engine)，由此就不難想到Bionic的寓意在於在新一代A系列晶元是對人工智慧相關技術的支持。除了支持Face ID實現人臉識別，利用面部特徵識別技術在人像模式種創造出生動變化的光效(Portrait Lighting)、利用面部表情來實時創作動畫表情的Animoji、AR 遊戲的實現都離不開A11 Bionic，由此可見其重要性以及對手機未來發展的重要意義。

??意識到手機晶元支持人工智慧功能重要性的廠商當然不止是蘋果，在蘋果展示A11 Bionic之前，近年來發展迅猛的華為旗下IC晶元設計公司海思在2017IFA上推出的麒麟970處理器也首次加入了神經網路處理單元(Neural Processing Unit，簡稱NPU)。據報道，華為的人工智慧IP由國內AI晶元創業公司寒武紀提供，麒麟970的NPU專用硬體處理單元創新設計了HiAI移動計算架構,其AI性能密度大幅優於CPU和GPU，相比CPU有50倍能效和25倍性能的優勢。據悉，NPU在FP16下的計算能力為1.92 T OPS，在內部測試中，可以在一分鐘內辨別2005個圖片，而傳統的CPU一分鐘只能辨別97張圖片。由於搭載麒麟970的華為Mate10手機還未發布，所以我們還不知道麒麟970的NPU會給我們帶來哪些驚喜的應用。不過華為表示，新的AI加速器將會幫助消費者提供在聲音、視覺、圖像和拍照等各個方面的體驗，這是加入NPU的目的，也是麒麟970所專註的幾個方面之一。

??除了蘋果和華為，今年7月手機處理器巨頭高通宣布驍龍神經處理引擎(NPE)軟體開發工具包(SDK)在高通開發商網路開放下載。據悉驍龍NPE是第一款針對驍龍行動平台(與驍龍 600、800 系列兼容)設計的深度學習軟體框架，可以讓正在出貨的晶元產品通過軟體升級實現手機的部分人工智慧。當然，相信在不久的將來我們就可以看到高通針對神經網路的手機處理器產品。

??聯發科自然也不甘落後，據業內人士透露，聯發科明年上市的新一代Helio P70晶元或將內建神經網路及視覺運算單元(Neural and Visual Processing Unit， NVPU)。業界指出， Helio P70將是聯發科跨入智能終端AI市場的試金石，明年之後還會有更多手機晶元搭載NVPU運算單元，可望將人臉識別、虹膜識別、3D感測、圖像處理等AI新功能帶入智能手機市場。

??通過上面的對比，不得不說蘋果作為手機行業的標杆，在人工智慧發展的第三次浪潮面前，蘋果的A11 Bionic仍然走在其他廠商的前面，憑藉加入神經網路引擎的具有更強運算能力A11處理器帶來了許多令消費者期待的新應用。但正如筆者採訪Cadence亞太區IP業務銷售總監陳會馨女士時她所說的，人工智慧的實現除了需要深度學習架構來提升處理器的運算能力，晶元外圍技術的發展和突破也將影響人工智慧的發展。人工智慧的發展也將從弱人工智慧向中度人工智慧發展，最後才能實現強人工智慧。」

??目前我們看到iPhoneX實現的Face ID、Portrait Lighting、Animoji、AR遊戲只是集成神經網路引擎的晶元給我們帶來的部分弱人工智慧應用，隨著各大手機廠商在手機處理器中嵌入相應的神經網路處理單元和各大廠商間人工智慧戰役的開啟，相信越來越多的人工智慧功能將會出現在手機上，人工智慧也還將在更多領域落地，對我們的生活產生深遠的影響。

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