遊戲的未來屬於AI，而它讓我看到終端側AI的未來

「遊戲的未來屬於AI」，每當小編在NBA 2K遊戲中被電腦隊友無厘頭的操作坑害時，都會默默在心裡堅定這個想法。一方面確實因為小編期待在遊戲過程中擁有更好的體驗，另一方面，AI在當下也確實炙手可熱，儘管在它前進的道路上可能還有很多意想不到的事情會發生，但沒有人能夠否定它確實是未來趨勢這個事實。

任何事情都是循序漸進的，AI的應用也是，例如在移動端，AI被用於系統流暢度的優化，拍照的智能識別，實時翻譯，語音助手等，這些看似基礎的應用會隨著技術的進步深刻地改變我們的生活，而遊戲和AI的結合，將會改變我們的娛樂方式。

遊戲的未來屬於AI，而遊戲的現在正在被AI慢慢改造，這些「改造」在目前還是潛移默化的。小編認為，在這方面最好的例子是來自高通的人工智慧引擎AI Engine，它正在以一種悄無聲息的方式改變著移動端的遊戲。

AI改變遊戲的機理

AI是什麼？在《AI不是科幻電影里的洪水猛獸，而是被慢慢變革的生活方式》這篇文章中，IT之家小編做過一些討論，總結來說，AI本質上就是一種更接近人類思考方式的新型演算法，沒錯，是一種演算法。智能手機上，所有的能力歸根結底都是運算，所以AI改變遊戲，本質上是改變遊戲運算的演算法。

手機上哪些組件是運算的核心？答案是CPU、GPU，但是我們知道，CPU和GPU各有擅長的運算邏輯，CPU擅長單一卻複雜的運算，而GPU擅長大量簡單卻重複繁瑣的運算，而AI的演算法和傳統的演算法都不同，怎麼辦？有人想到為AI增加一個專門的運算核心，但這不是唯一的解決方案，例如高通打造的AI Engine就通過綜合調配CPU和GPU的運算能力來高效地運行AI演算法，同時在這個基礎上加入了一個專門面向AI處理的硬體核心Hexagon張量加速器。充分利用了驍龍的異構多核可編程架構，來解決AI的運算需求。

IT之家小編認為，後者或許更適合移動端遊戲的場景。我們知道，遊戲對於智能硬體而言是一項需要調用各方面組件進行處理的複雜任務，當然，最主要的是CPU和GPU。在進行遊戲時，首先對CPU的運算處理能力有較高的要求，在一些比較大的遊戲場景中，運算負荷較大，需要性能強大的CPU予以支持，在系統載入方面不僅需要CPU的能力，還需要整個系統帶寬的支持。在整個遊戲運行過程當中，非常多場景切換也是需要CPU來做多線的工作。因此，CPU決定了遊戲體驗的基礎。

而GPU方面，則主要負責遊戲畫面的圖形渲染。遊戲是通過畫面與用戶進行交互，遊戲畫面的流暢度、畫質的逼真程度關係到遊戲的核心體驗，而這和圖形渲染的能力息息相關。計算機將存儲在內存中的形狀轉換成實際繪製在屏幕上的對應圖形的過程稱叫做渲染，由於遊戲畫面是連續運動的，所以圖形渲染對速度有很高的要求。GPU的並行計算能力使其能夠快速將圖形結果計算出來並在屏幕的所有像素中進行顯示，這是串列架構的CPU無法做到的，所以，GPU對遊戲的交互體驗也有著至關重要的作用。

所以，具體到AI在遊戲方面的應用如果能讓CPU和GPU彼此配合進行AI運算，顯然這樣高效的AI處理方式能為遊戲帶來全方位的體驗升級，高通的AI Engine就是這樣做的。不僅如此，高通還在CPU和GPU的基礎上，將Hexagon向量處理器也引入進來。

Hexagon向量處理器是移動異構運算必要的處理引擎，它能夠以較低的功耗高性能地處理各種各樣的任務，非常擅長在低功耗下處理聲音、圖像增強功能以及高級攝像頭和感測器信號處理等涉及向量數學的應用工作負載，所以現在的應用場景越來越廣泛，可以說是AI神經網路運算的「得力助手」。當然，在遊戲畫面渲染等過程中也會產生大量的向量運算，所以Hexagon向量處理器十分適合處理遊戲運行中產生的大量運算。

而且隨著手機遊戲對AI性能的要求越來越高，以及神經網路技術的飛速發展，高通最新第四代AI Engine的Hexagon處理器不但集成了4個Hexagon向量加速器，還新增了一個高通自主設計的全新AI處理核心——Hexagon張量加速器，它可以獨立完成神經網路運算，讓AI Engine的性能表現得到了進一步提升。

當然，僅有硬體層面具備AI神經網路運算的能力是不夠的，就像一個樂隊，硬體模塊只是一個個天賦異稟的樂手，他們還需要一個指揮，才能奏響真正的AI交響曲，而這個指揮，就是高通第四代AI Engine平台的各種軟體和工具，它們負責智能地協調CPU、GPU、Hexagon處理器等硬體之間的運算分配，同時也能夠讓開發者們更便捷地實現大量創新，打造出色的AI應用。

具體來說，高通第四代人工智慧引擎AI Engine的軟體平台，包括驍龍神經處理引擎SDK、Android NN API以及Hexagon Neutral Network（NN）庫等。驍龍神經處理引擎（NPE）支持Tensorflow，Caffe和Caffe2等深度學習框架，可以讓開發者選擇合適的運算內核來滿足用戶體驗；Android NN API則可以讓開發者能通過安卓系統直接訪問驍龍平台；NN庫則可以讓AI演算法直接在Hexagon向量處理器上運行。通過軟體平台的支持和智能調配，在遊戲運行過程中才能最大程度地優化畫面、性能、功耗等各方面的表現。

終端和產業落地，AI才能更好地改變遊戲

從上面的介紹可以看出，通過AI來實現遊戲體驗的提升是可行的，特別是高通的AI Engine利用和遊戲運行緊密相關的不同運算核心來做AI算力支撐、彼此協調，是更為高效、可靠的解決方案。不過，無論是為AI提供專門的運算核心，還是像高通AI Engine那樣採用異構運算的方法為AI運算提供支持，本質上都是移動設備上AI運算的解決方案。想要實現先進的AI遊戲體驗，需要在大量的實際應用過程中積累經驗、優化AI運算方式，也需要與遊戲、軟體等生態廠商相互配合，共同帶來創新的AI遊戲應用。在這一點上，高通AI Engine亦具備足夠的優勢。

首先，高通所打造的智能手機移動平台為海量的安卓智能終端提供支持，根據財報，高通2019年Q1季度MSM晶元出貨量即達1.86億，而高通驍龍SoC目前無論是高端、中端還是入門級，均在AI能力方面有所支持，目前驍龍660以上的移動平台全都集成了AI Engine；終端廠商方面，小米、一加、vivo、OPPO、摩托羅拉、華碩、中興、努比亞等諸多主流終端廠商已經用上高通AI Engine，所以廣泛的用戶基礎為高通AI Engine積累了大量的「實戰經驗」，可以它可以進一步優化提升，更「懂」用戶。

事實上，高通和智能手機終端廠商以及遊戲內容提供商之間也一直保持著密切的合作。舉個例子，在今年4月份的AI開放日上，高通即宣布了和vivo、騰訊王者榮耀團隊以及騰訊AI Lab共同合作的「想像力工程」，通過驍龍855移動平台上第四代AI Engine的異構計算能力，在vivo的iQOO手機上將移動遊戲的AI推理能力首次大規模從雲端遷移至終端側，讓以《王者榮耀》為代表的多人實時戰術競技（MOBA）類遊戲獲得體驗的升級和優化，其中讓IT之家小編印象深刻的是vivo基於第四代AI Engine的運算能力打造的移動端AI電競戰隊SUPEX，在實戰中的智能表現讓人眼前一亮。

需要說明的是，以上我們所說的AI Engine的運算都是在終端側進行的，這會讓遊戲的運行獲得更高的可靠性和更低的時延，同時高效利用網路帶寬。高通正在積極推動AI從雲端走向終端應用和落地，當然，未來雲端AI也會扮演重要的角色。除了這些，高通也在AI軟體層面和雲服務層面上和遊戲、音頻等生態的廠商進行廣泛深入的合作，這些合作將會為未來遊戲的表現形式帶來更多的創新，例如手機端的AR遊戲等。

AI Engine的效果如何，我們實際體驗看看

現在，我們來看看目前驍龍AI Engine在提升手機端遊戲體驗方面究竟表現是怎樣的，IT之家小編這裡做一個簡單的測試。

在測試時，小編選擇了OPPO Reno極夜黑以及十倍變焦版本作為測試載體，它們分別搭載高通驍龍710和驍龍855移動平台。驍龍710和驍龍855作為高通旗下兩款不同定位的移動平台，均集成了AI Engine，其中驍龍855移動平台集成了高通最新的第四代AI Engine。使用搭載這兩款處理器的手機運行同一款遊戲《和平精英》，然後我們分別測試兩款手機運行遊戲過程中的畫面表現、幀率、以及功耗發熱情況。

首先我們比較一下兩款手機在運行《和平精英》時的畫質表現，在遊戲進行時，小編將兩款手機的遊戲畫質選項調整為相同等級，然後對比在相同場景下的畫質表現。

從對比的結果來看，OPPO Reno極夜黑以及十倍變焦版本在畫面呈現上的區別其實還是一眼能夠分辨的，但這更多是風格上的不同，OPPO Reno十倍變焦版的畫面偏向於濃艷，對比度也更高，而OPPO Reno極夜黑版本的畫面色彩更平和一些。至於具體的現實細節方面，對比兩款手機在渲染牆壁、花草以及水面時，可以看到貼圖的細膩程度並沒有明顯的差別，不過得益於驍龍855的Snapdragon Elite Gaming特性，OPPO Reno十倍變焦版的光照以及陰影渲染在基於物理渲染（PBR）和TrueHDR的支持下要更為出色，更接近於現實光照的效果。

接下來是遊戲實際運行的體驗。首先是OPPO Reno極夜黑版本，IT之家小編進行了20分鐘的遊戲測試，耗電6%，由於《和平精英》在這款手機上的畫質選項最高為「高清」，幀數設置最高的「高」，所以在整個遊戲過程中，平均幀率維持在極限的30FPS的水平，幀數的波動並不明顯，實際遊玩過程中並沒有發現影響體驗的掉幀或卡頓情況。

遊戲進行時，IT之家小編也注意了一下驍龍710的核心調度情況，其中兩顆最高2.2GHz的A75性能核心主頻在1.5GHz-2.2GHz之間反覆波動，而6顆最高主頻1.7GHz的A55核心大部分情況下可以維持在0.9GHz的水平。性能資源的調配還是比較有序的。而測試結束後，小編測得OPPO Reno極夜黑版本機身最高溫度為36.5℃，溫熱，不燙手。

然後是OPPO Reno十倍變焦版，《和平精英》在這款手機上畫質可調到「HDR高清」，幀數設置則可以設置為「極限」，進入遊戲後，就可以感受60FPS吃雞的爽快了。IT之家小編在各項畫質調到最高的情況下遊玩了20分鐘，耗電為8%。遊戲過程中，《和平精英》基本可以維持在60FPS的水平，偶爾會有1-2幀的波動，整體體驗非常流暢穩定。

在這種極限畫質的情況下，驍龍855移動平台主要動用了三顆最高主頻2.42GHz的A76性能核心以及四顆最高主頻1.8GHz的A55效率核心，其中A76核心的頻率大部分情況下可以維持在2.0GHz左右，而A55效率則主要在1.0GHz和1.7GHz之間頻繁波動，而最高主頻2.84GHz的A76超級核心頻率主要維持在0.8GHz。這從側面可以看出驍龍855的性能潛力還是比較大的。

20分鐘的遊戲結束後，小編測得機身溫度最高為37.7℃，但也依然沒有到燙手的程度。

通過對兩款手機的測試，IT之家小編髮現，對於驍龍710和驍龍855這兩款性能定位不同的移動平台而言，在運行《和平精英》這同一款遊戲時，基礎的遊戲體驗都十分出色，當然，驍龍855因其旗艦級的定位和Snapdragon Elite Gaming的支持而獲得更豐富的體驗選項，例如60FPS、更高的畫質、和更逼真的視效，但是在各自定位給定的條件下，兩款手機在流暢度、穩定性、功耗和發熱控制方面均能輕鬆達到最好的運行效果和體驗，而這背後，其實正是高通人工智慧引擎AI Engine智能調配資源、分配工作負載的結果。它實現的，並不是要「突破硬體性能的限制」，而是如何結合自身的性能定位，更加合理分配資源，高效地處理遊戲複雜的任務，從而支持小小的智能手機帶來媲美PC品質的流暢、智能的遊戲體驗。

總結

AI改變遊戲這件事，需要循序漸進，但遊戲的未來，屬於AI。當前我們可以利用AI來優化遊戲在終端側運行的基礎遊玩體驗，而隨著技術的慢慢成熟，或許我們能看到AI作用下的更智能、更符合人類思考的遊戲內容，看得再遠一些，甚至未來遊戲的形式也會因為AI而出現創新。而通過對高通人工智慧引擎AI Engine的講解和測試，小編則看到了未來AI在終端側的無限潛力和空間。而當它們和遊戲不斷融合達到質變時，必然帶來變革性的遊戲體驗。

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