隨著聯(lián)發(fā)科在MWC推出首款導(dǎo)入人工智能技術(shù)的中階旗艦處理器Helio P60，智能手機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)開始轉(zhuǎn)向移動(dòng)AI。各家芯片供應(yīng)商競(jìng)相將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎用于手持設(shè)備，以啟動(dòng)語(yǔ)音UI、人臉辨識(shí)解鎖與AR等人工智能體驗(yàn)…

盡管蘋果(Apple)和三星(Samsung)都擁有自主開發(fā)的應(yīng)用處理器，在高端的智能手機(jī)市場(chǎng)形成一定的門坎；但是，聯(lián)發(fā)科技(MediaTek)最近在全球移動(dòng)通信大會(huì)(MWC)上推出最新的曦力(Helio) P60芯片組，期望藉由移動(dòng)AI應(yīng)用重振其智能手機(jī)市場(chǎng)。

聯(lián)發(fā)科的計(jì)劃是重新進(jìn)軍直接與高通展開競(jìng)爭(zhēng)的中、高階智能手機(jī)市場(chǎng)。聯(lián)發(fā)科將Helio P60視為“首款內(nèi)建多核心人工智能(AI)處理器(移動(dòng)APU)和聯(lián)發(fā)科NeuroPilot AI技術(shù)的新一代智能手機(jī)SoC平臺(tái)?！?/span>

此舉突顯了智能手機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)的重大轉(zhuǎn)變——開始轉(zhuǎn)移至移動(dòng)AI。各家芯片供應(yīng)商正競(jìng)相將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎用于手持設(shè)備上。他們的目標(biāo)很簡(jiǎn)單，希望啟用人工智能體驗(yàn)——語(yǔ)音用戶接口(UI)、人臉解鎖、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)等——在客戶端設(shè)備上處理得更快、更好，無(wú)論有沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)連接。

The Linley Group資深分析師Mike Demler說(shuō)：“光是去年我們就看到第一批搭載嵌入式神經(jīng)引擎的智能手機(jī)處理器，這些幾乎都是旗艦級(jí)的處理器，例如Apple All、華為麒麟(Huawei) Kirin 970、高通(Qualcomm)驍龍(Snapdragon) 835以及聯(lián)發(fā)科的Helio X30等?！?span style="text-indent: 2em;">Demler表示：“聯(lián)發(fā)科將在更低層添加神經(jīng)引擎的作法并不令人意外，但有意思的是，他們打算采用較其旗艦產(chǎn)品X30更強(qiáng)大的核心來(lái)實(shí)現(xiàn)?！?/span>

換句話說(shuō)，一個(gè)主要由中國(guó)手機(jī)制造商推動(dòng)的中階智能手機(jī)供應(yīng)商社群，開始顯得蠢蠢欲動(dòng)。他們盡快出擊移動(dòng)AI市場(chǎng)。

聯(lián)發(fā)科將其所謂的“新高階”(new premium)定義為“以中等價(jià)格提供優(yōu)質(zhì)性能與特性的設(shè)備”。聯(lián)發(fā)科全球銷售總經(jīng)理Finbarr Moynihan解釋：“這是當(dāng)今智能手機(jī)的動(dòng)向，包括Oppo、Vivo與聯(lián)想(Lenovo)等中到高階業(yè)者都渴望能地縮小其與頂級(jí)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的差距，希望在應(yīng)用程序(app)、特性與AI方面取得重大進(jìn)展。”

聯(lián)發(fā)科指出，2017年全球智能手機(jī)出貨量的48%來(lái)自中國(guó)OEM，主要針對(duì)新興市場(chǎng)。聯(lián)發(fā)科引用TrendForce的報(bào)告指出，2017年中階消費(fèi)品牌大幅成長(zhǎng)，小米(Xiaomi)智能手機(jī)的產(chǎn)量增幅高達(dá)76%，而Transsion、OPPO和Vivo也有顯著的成長(zhǎng)。Helio P60在八核心CPU中配備4個(gè)Arm A73處理器和4個(gè)Arm A53處理器。聯(lián)發(fā)科聲稱，由于采用big.LITTLE八核心設(shè)計(jì)，Helio P60的CPU性能較其前代產(chǎn)品Helio P23和Hleio P30提升了70%。藉由使用最高800MHz的新型Mali G72 GPU，P60還可將GPU性能提高70%。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎

然而，Helio P60之所以特別之處在于其內(nèi)建NeuroPilot AI平臺(tái)，橋接CPU、GPU與板載AI加速器。聯(lián)發(fā)科的AI架構(gòu)藉由在SoC中協(xié)調(diào)CPU、GPU與AI加速器之間的運(yùn)算負(fù)載，以管理異質(zhì)的AI運(yùn)算架構(gòu)，并使得性能與能效最大化。

聯(lián)發(fā)科并證實(shí)，P60的AI加速器中整合了Cadence Vision P6核心。

Cadence Vision P6（來(lái)源：Cadence）

相較于聯(lián)發(fā)科技旗艦級(jí)Helio X30——采用Cadence Vision P5實(shí)現(xiàn)每秒70 GMAC的高性能，Helio P60每秒可處理280 GMAC。Demler表示：“因此，P60的整體處理器性能僅降低一個(gè)等級(jí)，神經(jīng)引擎性能則提高了4倍?！?span style="text-indent: 2em;">相較于Helio P60神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎的性能，Demler說(shuō)：“華為麒麟970可達(dá)到?1 TMAC/s(FP16)，因而能以更高分辨率實(shí)現(xiàn)較P60更高4倍的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)性能。在280 GMAC/s時(shí)，P60可媲美Apple A11的300GMAC/s性能。”

缺乏AI基準(zhǔn)

然而，我們所咨詢的大多數(shù)分析師都同意，由于缺乏深度學(xué)習(xí)加速器的基準(zhǔn)，在進(jìn)行比較時(shí)幾乎沒(méi)有什么意義。Demler稱此為“一個(gè)重大的開放問(wèn)題”，并指稱這一移動(dòng)AI的困境讓我們很容易就陷入“GOPS/TOPS的市場(chǎng)炒作之戰(zhàn)”。Tirias Research首席分析師Jim McGregor表示贊同。他說(shuō)：“這是一個(gè)令人困惑的話題，因?yàn)槟壳安](méi)有什么細(xì)節(jié)和基準(zhǔn)可參考。聯(lián)發(fā)科和其他公司使得這些AI解決方案聽起來(lái)就像可以完成任何事情一樣，但這一切通常并不真實(shí)?！?/span>

例如，Demler說(shuō)，聯(lián)發(fā)科P60中使用的Cadence Vision P6核心的優(yōu)化主要針對(duì)計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用，而非通用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

McGregor解釋，“首先，你必須了解大多數(shù)的AI處理器，例如聯(lián)發(fā)科、Apple和華為稱其解決方案為'專用'的意思——這意味著他們使用單個(gè)IP區(qū)塊進(jìn)行AI加速。在大多數(shù)情況下，這表示從Cadence或Ceva等其他業(yè)者取得授權(quán)的IP區(qū)塊?！?McGregor指出，這種IP區(qū)塊“支持有限的可配置神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，但是“沒(méi)人會(huì)確切地說(shuō)出這些限制是什么。”因此，很顯然地，在應(yīng)用處理器內(nèi)部放置神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎并不是最后的任務(wù)。McGregor指出，開發(fā)和訓(xùn)練新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，仍然需要在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行，他們必須依賴更多高精確度、強(qiáng)大的訓(xùn)練處理器。

如果應(yīng)用開發(fā)人員和OEM要利用智能手機(jī)應(yīng)用程序處理器內(nèi)部的神經(jīng)引擎，他們就需要一個(gè)連接至底層硬件的軟件架構(gòu)。根據(jù)Demler的觀察，“所有主要的移動(dòng)處理器設(shè)計(jì)商(高通、聯(lián)發(fā)科、華為、Apple)都提供神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)SDK?！钡麄兌夹枰С窒馛affe和Torch這樣的廣泛訓(xùn)練架構(gòu)。

以聯(lián)發(fā)科而言，Moynihan指出，該公司提供了NeuroPilot AI SDK架構(gòu)，能讓App開發(fā)人員和OEM“直接下探至硬件，看看AI軟件如何在CPU、GPU和專用AI加速器上運(yùn)行”。同時(shí)，隨著Google為Android機(jī)器學(xué)習(xí)開發(fā)了Android NNAPI和運(yùn)行引擎，App開發(fā)人員和OEM也需要能夠“查找并察看Android Networks API (Android NNAPI)所說(shuō)的內(nèi)容，”Moynihan補(bǔ)充說(shuō)，“聯(lián)發(fā)科的NeuroPilot SDK完全符合Android NNAPI?！?/span>

Android Neural Networks API系統(tǒng)架構(gòu)（來(lái)源：Google）

在部署讓智能手機(jī)處理器執(zhí)行AI應(yīng)用程序的各種方法中，高通似乎采取了一個(gè)稍微不同的方法。McGregor說(shuō)，高通的解決方案很不一樣，因?yàn)椤八麄儾捎靡呀?jīng)用于芯片上的多種資源，包括Hexagon DSP、Adreno GPU和Kryo CPU核心?！?/span>不過(guò)他也補(bǔ)充說(shuō)：“由于沒(méi)有可用的基準(zhǔn)，就很難確定哪一種方法比較好，但高通的架構(gòu)模式確實(shí)提供了更大的靈活性。”

AI軟件之爭(zhēng)

無(wú)論底層硬件如何，這些軟件最終都能真正區(qū)分在任何智能手機(jī)上的AI體驗(yàn)。

McGregor說(shuō)：“現(xiàn)在，這些應(yīng)用針對(duì)的是手機(jī)上的常見(jiàn)功能，例如攝影和數(shù)字助理。然而，通常由第三方軟件開發(fā)人員來(lái)開發(fā)和訓(xùn)練模型供設(shè)備使用。”他指出，“在有限的情況下，有些模型或工具庫(kù)可用。高通以影像辨識(shí)為基礎(chǔ)，開發(fā)了一些工具庫(kù)，三星則著重于攝影技術(shù)，Apple預(yù)計(jì)也在開發(fā)自家的模型?！?/span>

其他情況則取決于應(yīng)用程序開發(fā)人員，但這存在明顯的限制，McGregor說(shuō)：“許多應(yīng)用開發(fā)人員并不習(xí)慣深度學(xué)習(xí)，或者無(wú)法存取深度學(xué)習(xí)所需的大型數(shù)據(jù)中心。”The Linley Group的Demler則在最近的《微處理器報(bào)告》(Microprocessor Report)中對(duì)于AI軟件的開發(fā)提出了警告?！疤幚砥骷軜?gòu)的多樣性為Android App開發(fā)人員帶來(lái)了挑戰(zhàn)，因?yàn)榧词故窃谌狈Ｓ蒙疃葘W(xué)習(xí)加速器的設(shè)備上，這些App也必須能夠工作?！绷硪环矫?，他指出iOS App的開發(fā)人員只需要支持一些專為Apple設(shè)計(jì)的處理器。

同樣地，Tirias Research首席分析師Kevin Krewell警告道：“我看到最大的問(wèn)題是每家芯片和IP供應(yīng)商都以不同的方式耕耘機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域。但Arm可能擁有最佳機(jī)會(huì)，能在一個(gè)IP上為多家供應(yīng)商提供標(biāo)準(zhǔn)化?！?/p>