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隨著搭載驍龍845的小米、OPPO紛紛推出新機(jī)，在AI芯片方面，華為、蘋果、高通三位主要玩家的代表作都已經(jīng)出現(xiàn)了。在本系列上一篇文章中，很多讀者都很好奇：同樣都是移動(dòng)AI芯片，麒麟970、蘋果A11和驍龍845之間的不同點(diǎn)究竟在哪？

從硬件角度來看，三者最大的區(qū)別在于對(duì)AI運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)方式上。我們知道，AI計(jì)算與以往手機(jī)上常見計(jì)算任務(wù)的區(qū)別，就在于實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)的推理需要在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持高速、大量的計(jì)算處理。峰值數(shù)據(jù)吞吐量的提高、計(jì)算時(shí)長(zhǎng)的提高包括對(duì)計(jì)算速度要求的提高，都對(duì)AI芯片的算力做出了新的要求。

而這三種芯片的區(qū)別，就在于如何實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的算力上。

其中麒麟970采用的是“硬實(shí)現(xiàn)”的方式，在CPU、GPU等等傳統(tǒng)計(jì)算單元之外加入了一個(gè)新的計(jì)算單元——嵌入式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器NPU。就像GPU專用于圖像運(yùn)算一樣，NPU也是專用于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)的相關(guān)功能。同樣的AI計(jì)算任務(wù)，在擁有NPU的前提下會(huì)比單純的CPU運(yùn)算提升約50倍能效和25倍性能——不僅速度更快，而且耗能更低，以免影響手機(jī)的正常應(yīng)用。

與麒麟970的硬實(shí)現(xiàn)模式不同，蘋果A11采用的是“軟實(shí)現(xiàn)”模式，不設(shè)置獨(dú)立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元，但通過對(duì)自研GPU、自研ISP和DSP等等傳統(tǒng)硬件模塊進(jìn)行AI配適調(diào)整，集成“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎”極大的提升圖片計(jì)算的處理速度。在AI任務(wù)中，很多都涉及到對(duì)圖片內(nèi)容的學(xué)習(xí)和推理，如AI美顏等等，提升了圖像計(jì)算能力，自然也能提升AI計(jì)算的效率。

驍龍845推出的AI Engine（人工智能引擎）概念和蘋果A11有些類似，同樣是調(diào)整CPU、GPU、DSP等多個(gè)硬件模塊，從而替代NPU的能力。

所以，芯片中的NPU單元真的可以被其他解決方案替代嗎？

想要回答這個(gè)問題，首先我們要知道AI芯片到底能做到什么。

在擁有AI芯片之前，手機(jī)遇上AI任務(wù)時(shí)，大多數(shù)時(shí)候采取的云計(jì)算方式——把數(shù)據(jù)上傳到云端，進(jìn)行推理后下載結(jié)果到本地。這樣一來一回的計(jì)算方式不僅效率低下，并且很容易造成應(yīng)用卡頓。

但擁有了超高算力的AI芯片后，手機(jī)終于可以實(shí)現(xiàn)端側(cè)AI。不管有沒有網(wǎng)絡(luò)連接云端，都可以在手機(jī)本地進(jìn)行實(shí)時(shí)的、無條件的高速運(yùn)算。

這樣的端側(cè)AI給手機(jī)帶來了四項(xiàng)能力，分別是感知、認(rèn)知、動(dòng)力和安全。接下來我們可以從這四項(xiàng)能力的實(shí)現(xiàn)過程中，討論有沒有NPU究竟對(duì)手機(jī)AI產(chǎn)生了何種影響。

智能感知有多高效？瞬間抓拍笑容

手機(jī)是如何感知一切的？

在以往是通過觸摸屏幕等輸入方式，對(duì)用戶的信息進(jìn)行解碼。同時(shí)通過GPS、陀螺儀等等軟硬件兩層的傳感裝置弄明白“我在哪、我與地面的距離”等等信息。

但隨著計(jì)算能力的增加，一些原本存在于云端的算法正在進(jìn)入終端，讓手機(jī)感知到更多。比如在圖像處理上，以往手機(jī)只是簡(jiǎn)單的拍攝照片，現(xiàn)在隨著計(jì)算能力增加，手機(jī)本地也可以部署圖像識(shí)別模型，在取景階段手機(jī)就能知道鏡頭前的是寵物還是人類。

但有了NPU的存在，手機(jī)算力全面提高不再只限于對(duì)圖像的處理能力，所能感知到的信息也就更為全面。

比如榮耀V10有一項(xiàng)智能音樂推薦功能，在AI算力的支持下，可以通過手機(jī)的體感能力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到用戶的運(yùn)動(dòng)頻率，從而推薦旋律和運(yùn)動(dòng)頻率相近的音樂。

就連現(xiàn)在應(yīng)用最廣的AI拍照方面，也存在很多區(qū)別。像小米Mix 2S和OPPO R15都提出了場(chǎng)景識(shí)別，分辨出拍攝的對(duì)象并進(jìn)行相應(yīng)的后期處理。但華為的P20系列卻能在端側(cè)實(shí)現(xiàn)表情識(shí)別，自動(dòng)抓拍到拍攝對(duì)象的笑容。

原因就是，笑容、運(yùn)動(dòng)頻率這種數(shù)據(jù)波動(dòng)往往是轉(zhuǎn)瞬即逝的，NPU作為獨(dú)立運(yùn)算單元專職負(fù)責(zé)AI計(jì)算，可以以最快速度調(diào)用資源完成處理?？蒀PU+GPU的解決模式要同時(shí)顧及手機(jī)上的所有計(jì)算任務(wù)，就有可能出現(xiàn)排隊(duì)的狀況，鏡頭前的人都笑完了，計(jì)算資源還沒調(diào)度過來。

精準(zhǔn)認(rèn)知下，智慧識(shí)屏讓服務(wù)直達(dá)用戶

所謂認(rèn)知，就是手機(jī)對(duì)信息的加工處理過程。

有了端側(cè)AI的強(qiáng)算力，手機(jī)正在逐漸從處理數(shù)據(jù)走到處理知識(shí)。舉個(gè)例子，以往iPhone的相冊(cè)分區(qū)會(huì)按照拍攝地點(diǎn)、拍攝時(shí)間來區(qū)分，但現(xiàn)在已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)貓、海水這樣以照片內(nèi)容區(qū)分的方式。手機(jī)從以前只能理解時(shí)間、GPS定位這些結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)到可以理解貓狗花草這樣非結(jié)構(gòu)化的“知識(shí)”。

在EMUI中，我們還可以見到一項(xiàng)名為智慧識(shí)屏的功能。只要雙指長(zhǎng)按屏幕就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖片和文字的共同讀取，并且通過AI理解圖片與文字的語義，呈現(xiàn)出地址、電影購票、飯店大眾點(diǎn)評(píng)等等服務(wù)卡牌。點(diǎn)擊這些卡片，就可以直接跳轉(zhuǎn)第三方App，極大的減少了App間的手動(dòng)調(diào)度。

這一功能的出現(xiàn)，是因?yàn)镹PU更強(qiáng)大的算力可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的多維處理：不僅僅可以同時(shí)處理自然語音和圖片，還可以通過對(duì)用戶行為習(xí)慣的理解進(jìn)行應(yīng)用跳轉(zhuǎn)這類主動(dòng)服務(wù)。

動(dòng)力指揮官，懂得用戶才有智慧節(jié)電

一個(gè)普遍的認(rèn)識(shí)是，大量的計(jì)算是非常耗電的。不然比特幣礦工們也不會(huì)四處尋找低電價(jià)的城市了。但手機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)上，AI計(jì)算反而可以發(fā)揮正向作用。

在上文提到，AI讓手機(jī)擁有了更強(qiáng)大的認(rèn)知能力，在擁有NPU的手機(jī)中，這種認(rèn)知更是每時(shí)每刻的發(fā)生著，最終實(shí)現(xiàn)手機(jī)對(duì)用戶個(gè)人行為習(xí)慣的一種深入理解。就拿電池續(xù)航來說，搭載上麒麟970之后，華為和榮耀所應(yīng)用的EMUI都加入了智慧省電功能。即通過對(duì)個(gè)人用戶對(duì)應(yīng)用使用習(xí)慣的深度學(xué)習(xí)，記住哪些應(yīng)用是經(jīng)常使用的，預(yù)測(cè)到哪些場(chǎng)景下即將打開哪些應(yīng)用。在這一制度下，再來進(jìn)行資源調(diào)配，有了獨(dú)立的計(jì)算單元，手機(jī)AI時(shí)時(shí)刻刻都在進(jìn)行著學(xué)習(xí)和計(jì)算，“切斷”了那些啟用率低的App的供能，從而讓手機(jī)獲得更好的續(xù)航能力。

不光是電池續(xù)航，在安卓手機(jī)系統(tǒng)不流暢方面，同樣的智慧資源調(diào)度也在發(fā)生著作用。在普通手機(jī)中，各個(gè)應(yīng)用都在排隊(duì)領(lǐng)取自己所需的運(yùn)行資源，久而久之隊(duì)列越來越長(zhǎng)，效率也越來越差。而NPU就像一個(gè)指揮官，通過應(yīng)用的日常表現(xiàn)判斷它們到底需要多少資源，把排隊(duì)領(lǐng)取變成實(shí)時(shí)的按需分配。

這樣一來不僅手機(jī)應(yīng)用對(duì)內(nèi)存、計(jì)算資源的利用率提高，AI還可以定時(shí)向用戶提醒，哪些應(yīng)用出現(xiàn)了流量異動(dòng)、哪些應(yīng)用太久沒有被啟動(dòng)。幫助用戶更清晰的了解到手機(jī)內(nèi)部的運(yùn)行狀況。以榮耀V10的數(shù)據(jù)看來，在這樣的模式下系統(tǒng)調(diào)度性能提升了60%，操作流暢度提升了50%。從電力續(xù)航到內(nèi)存，手機(jī)整體的動(dòng)力系統(tǒng)效率都得到了提升。

安全壁壘永駐，

有端側(cè)計(jì)算才敢把數(shù)據(jù)交給手機(jī)

在云計(jì)算時(shí)代，用戶隱私問題就像一堵避不開的高墻；想要獲取更好的服務(wù)，就需要把數(shù)據(jù)上傳到云端進(jìn)行處理，可是一旦數(shù)據(jù)上傳到云端，就有被泄露的可能。但端側(cè)AI的存在就完美避開了這一問題，計(jì)算都在本地進(jìn)行，不存在將個(gè)人隱私暴露在公用的云空間中。

加入NPU后，更是可以在保證隱私的前提下為使用者提供更多服務(wù)，把對(duì)用戶行為習(xí)慣的理解完全放在無網(wǎng)的封閉空間下進(jìn)行，手機(jī)就可以更“懂你”。目前HUAWEI P20、榮耀V10都已經(jīng)可以做到屏幕亮度、后臺(tái)資源、碎片文件等等方面的智能調(diào)節(jié)，其實(shí)手機(jī)還知道你最常使用的駕車路線、接下來幾天的行程、喜歡去哪些地方消費(fèi)等等更多信息，這些信息放在云端上一定會(huì)讓人感覺受了冒犯，但在端側(cè)AI對(duì)信息安全的加持下，手機(jī)會(huì)成為一位合格的個(gè)人助理。

比如用戶通過語音助手預(yù)約餐廳時(shí)，手機(jī)可以直接通過用戶的出行習(xí)慣推薦適合的路線，甚至還可以幫用戶推薦菜品。這樣建立在安全感之上的智能體驗(yàn)，很有可能讓用戶不知不覺中對(duì)AI手機(jī)產(chǎn)生依賴。

看到這里我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，NPU之于手機(jī)，不僅僅是簡(jiǎn)單的技術(shù)加成，而是通過感知、認(rèn)知、動(dòng)力、安全等等方面的細(xì)微之處提升用戶對(duì)手機(jī)的使用感。用戶或許不理解所謂的深度學(xué)習(xí)，但一定能感受到手機(jī)的續(xù)航能力越來越強(qiáng)、越來越符合自己的使用習(xí)慣。

如今移動(dòng)AI還在剛剛起步階段，用戶很難對(duì)AI手機(jī)形成一個(gè)確切的認(rèn)知。這時(shí)恰好就出現(xiàn)了一個(gè)窗口期，從紅米的千元AI系列到OPPO的智能拍照，不管是否真正擁有AI能力的手機(jī)都可以打著AI的旗號(hào)“蹭熱度”。

可當(dāng)用戶真正使用上這些手機(jī)時(shí)，除了感受到與美圖秀秀無異的“AI濾鏡”之外，完全不能體會(huì)到手機(jī)對(duì)于自己行為的學(xué)習(xí)、對(duì)于操作系統(tǒng)速度、電池續(xù)航能力的提升，AI不AI的，在使用感上毫無變化。對(duì)于手機(jī)這款產(chǎn)品而言，拍照效果、續(xù)航能力、操作便利等等這些使用感受才是永恒不變的貨幣體系，是消費(fèi)者確認(rèn)其價(jià)值的唯一參考。

窗口期永遠(yuǎn)是短暫的，博得一時(shí)的流量，不如把握住一項(xiàng)能真正改變產(chǎn)品體驗(yàn)的技術(shù)。