2018年,，AI幾乎充斥了我們的生活，如果見(jiàn)朋友不聊點(diǎn)和AI相關(guān)的話(huà)題,，似乎自己就與這個(gè)時(shí)代脫節(jié)了,，近期高通驍龍855的發(fā)布再次把AI的關(guān)注度推向了高潮，從權(quán)威統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)來(lái)看,，2018年全球AI市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)為1．2萬(wàn)億美元,，到2022年有望達(dá)到3．9萬(wàn)億美元。AI勢(shì)不可擋的發(fā)展勢(shì)頭讓各大科技公司不得不一擁而上,，不管是做芯片還是做產(chǎn)品,，統(tǒng)統(tǒng)都要和AI掛鉤，大有“得AI者得天下”之勢(shì),。AI已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域開(kāi)始滲透,，光AI音箱這一種亞馬遜,、天貓、小米就打得不可開(kāi)交,，其它智能電子產(chǎn)品更是不勝枚舉,，當(dāng)然，這都不是今天的重點(diǎn),，今天我主要想談的是AI芯片,，今年推出的這些AI芯片看看哪些比較靠譜。
目前,，筆者知曉的AI芯片有驍龍855,、麒麟980、蘋(píng)果A12,、聯(lián)發(fā)科P60,、紫光展銳SC9863A和瑞芯微RK3399Pro，誰(shuí)強(qiáng)誰(shuí)弱先拉出來(lái)比一比：
1,、驍龍855：張量加速器不等于獨(dú)立NPU
驍龍855采用臺(tái)積電7nm工藝制程,，CPU為Kryo485（超級(jí)內(nèi)核基于A76定制主頻2．84GHz、性能內(nèi)核主頻2．42GHz,、效率內(nèi)核主頻1．8GHz,，1＋3＋4架構(gòu)）；GPU為Adreno640,，與前代產(chǎn)品相比,，渲染速度提升20％，支持Vulkan1．1／HDR／PBR,。
驍龍855
在AI性能方面，驍龍855加入新的張量加速器（TensorAccelerator）,，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)AI,，組成第四代AI引擎?？梢詫?shí)現(xiàn)每秒超過(guò)7萬(wàn)億次運(yùn)算（7TOPs）,，AI性能比驍龍845提高了3倍，比蘋(píng)果A12每秒5萬(wàn)億次運(yùn)算（5TOPs）也高出不少,。
高通的DSP數(shù)字信號(hào)處理器升級(jí)為最新的Hexagon690,，具備四線(xiàn)程標(biāo)量?jī)?nèi)核，性能提升20％,，四個(gè)向量擴(kuò)展核心（HVX）,，性能提升1倍，另外一個(gè)重要的改進(jìn)是引入了張量加速器（HTA）,，自主設(shè)計(jì),，專(zhuān)為AI而設(shè),，支持多元數(shù)學(xué)運(yùn)算、非線(xiàn)性方程,、INT16／INT8與混合精度整數(shù)運(yùn)算,，大幅提升了機(jī)器學(xué)習(xí)算法的性能和能效。結(jié)合HexagonDSP,、新的張量加速器,，再借助更強(qiáng)的GPU和CPU完成終端側(cè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算，所有單元綜合實(shí)現(xiàn)了專(zhuān)有的,、可編程的AI加速,。
但是，值得注意的是,，驍龍855并沒(méi)有配置獨(dú)立NPU單元,，其AI運(yùn)算需要協(xié)調(diào)CPU、DSP,、GPU等處理器單元,，如果應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜，恰巧占用了這些處理單元,，AI運(yùn)算就要排隊(duì)等候,。也就是，其他公司的芯片的人工智能算力是獨(dú)立算力,，高通的AI運(yùn)算是綜合算力,。
2、麒麟980： 配置雙NPU
麒麟980采用7nm工藝制程,，基于ARM的A76架構(gòu),，主頻是2．6GHz，八核心分別是2×A76（超大核）＋2×A76（大核）＋4×A55（小核）,，其中A76四個(gè)核心上采用了智能調(diào)度機(jī)制,。相對(duì)于傳統(tǒng)的大小核兩檔位設(shè)計(jì)，麒麟980讓CPU在重載,、中載,、輕載場(chǎng)景下靈活適配。
在AI配置上,，麒麟970搭載了一個(gè)NPU（神經(jīng)處理單元）,，其專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)AI運(yùn)算，在大幅提高手機(jī)AI性能的同時(shí)降低了AI任務(wù)功耗,。麒麟980則配置了兩個(gè)NPU,，因此在ResNet－50圖像識(shí)別測(cè)試中得到了4500張每分鐘的成績(jī)。整體來(lái)看，相較于麒麟970,，麒麟980的CPU性能提升75％,，能效提升58％，內(nèi)置的10核GPU Mali－G76讓性能密度號(hào)稱(chēng)提升30％,，能效提升30％,。
3、蘋(píng)果A12：搭載8核神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎
A12采用7nm技術(shù),，內(nèi)部有69億個(gè)晶體管,，采用六核CPU設(shè)計(jì)，相比A11處理器,，其中兩個(gè)大核心性能提速15％,、功耗降低了40％，四個(gè)小核心功耗降低最多50％,。A12采用自研四核GPU,，性能相比A11的GPU性能提高50％，并強(qiáng)化了對(duì)AR混合現(xiàn)實(shí)的支持,，支持曲面細(xì)分,、無(wú)損內(nèi)存壓縮和實(shí)時(shí)多層渲染功能，AR性能獲得大幅度提升,。
關(guān)于AI性能,，蘋(píng)果A12還搭載了八核神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎，其運(yùn)算速度達(dá)每秒5萬(wàn)億次,，遠(yuǎn)超A11的每秒六千萬(wàn)次,，可以更獨(dú)立機(jī)器學(xué)習(xí)，支持多精度,，智能計(jì)算系統(tǒng),。同時(shí)，蘋(píng)果還將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎開(kāi)放給 Core ML 平臺(tái),，開(kāi)發(fā)者可將機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用到自己的 app 中,，讓學(xué)習(xí)過(guò)程在用戶(hù)的 iPhone 上進(jìn)行。提升了Siri易用性,、使A12芯片的機(jī)器學(xué)習(xí)能力相比之前能夠提升9倍,，而能耗則降低到原來(lái)的十分之一,。
4,、聯(lián)發(fā)科Helio P60
聯(lián)發(fā)科Helio P60采用ARM Cortex A73和A53大小核架構(gòu)，采用八核心大小核（big．LITTLE）架構(gòu),，內(nèi)建四顆ARM A73 2．0 Ghz處理器與四顆ARM A53 2．0 Ghz處理器,。相較于上一代產(chǎn)品P23與P30，CPU及GPU性能均提升70％。采用12nm FinFET制程工藝,，功耗表現(xiàn)得到很大提升,，整體效能提升12％，執(zhí)行大型游戲時(shí)的功耗降低25％,，大幅延長(zhǎng)手機(jī)電池的使用時(shí)間,。
關(guān)于AI配置，聯(lián)發(fā)科在P60中引入了AI單元APU,，在P60中采用了三核ISP＋雙核APU的架構(gòu),，性能提升兩倍。ISP＋APU的多核圖像處理單元除了提供硬件加速之外,，還能夠提供多線(xiàn)程的處理能力,，這使得對(duì)于圖片處理能力和速度大幅提升。包括自動(dòng)對(duì)焦,、白平衡以及高規(guī)格HDR在內(nèi)等反映的速度更快,。此外，APU的引入以及聯(lián)發(fā)科提供的平臺(tái)化的策略,，也更有利于開(kāi)放給合作伙伴以及第三方進(jìn)行拍照的后處理,，定制更多的拍照算法。應(yīng)該說(shuō)AI的引入,，使得P60的硬件性能進(jìn)一步得到釋放,。與此同時(shí)，AI所帶來(lái)的軟件層面的超級(jí)算力也將帶來(lái)諸如人臉,、語(yǔ)音識(shí)別等功能的進(jìn)一步增強(qiáng),。
5、紫光展銳SC9863
紫光展銳SC9863主打AI牌,，被稱(chēng)為8核AI芯片,，支持CAT－7，采用Arm Cortex－A55處理器架構(gòu)的SoC芯片平臺(tái),，在Cortex－A55人工智能的基礎(chǔ)上,，進(jìn)行了應(yīng)用開(kāi)發(fā)。Cortex－A75與Cortex－A55均采用Arm DynamlQ技術(shù)打造,，而DynamlQ融入了AI神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),。相比前代Cortex－A53，Cortex－A55 NEON進(jìn)行了流水線(xiàn)改進(jìn)與新增機(jī)器學(xué)習(xí)指令,，讓其在矩陣乘法運(yùn)算方面的機(jī)器學(xué)習(xí)性能大幅提升,，如果按照AI 8bit dot－product運(yùn)算能力，比Cortex－A53提升6倍,。
同時(shí),，得益于ARM DynamlQ單簇組合方式,，Cortex－A75與Cortex－A55可實(shí)現(xiàn)1＋3、1＋7或者4個(gè)大核,、8個(gè)小核的組合,，多個(gè)CPU核芯以單簇的方式一起工作，可發(fā)揮更強(qiáng)大的性能,，避免“1核有難,，7核圍觀”的狀況。紫光展銳SC9863采用的是8核Cortex－A55的組合方式,，而高通驍龍845是4核Cortex－A75與4核Cortex－A55的組合方式,。
SC9863芯片平臺(tái)的AI能力體現(xiàn)在支持基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人臉識(shí)別技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)的人臉認(rèn)證,；通過(guò)智能AI算法,，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)智能場(chǎng)景檢測(cè)識(shí)別、不同場(chǎng)景智能拍照增強(qiáng),、支持手機(jī)側(cè)圖庫(kù)照片的智能識(shí)別與分類(lèi),。但是，沒(méi)有加入獨(dú)立的神經(jīng)處理單元,，計(jì)算能力是否會(huì)出現(xiàn)折扣不得而知,。
6、瑞芯微RK3399
RK3399Pro采用big．LITTLE大小核CPU架構(gòu),，雙核Cortex－A72＋四核Cortex－A53＋四核ARM高端GPU Mali－T860,，其集成的NPU（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器）融合了Rockchip在機(jī)器視覺(jué)、語(yǔ)音處理,、深度學(xué)習(xí)等領(lǐng)域的多年經(jīng)驗(yàn),。相較傳統(tǒng)芯片，典型深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)Inception V3,、ResNet34,、VGG16等模型在RK3399Pro芯片上的運(yùn)行效果表現(xiàn)出眾。
RK3399Pro的AI特性有三點(diǎn)：
1）AI硬件性能高,，采用專(zhuān)有AI硬件設(shè)計(jì),，NPU運(yùn)算性能高達(dá)2．4TOPs，高性能與低功耗指標(biāo)均大幅領(lǐng)先：相較同類(lèi)NPU芯片性能領(lǐng)先150％,；相較GPU作為AI運(yùn)算單元的大型芯片方案,，功耗不到其所需的1％；
2）平臺(tái)兼容性,，RK3399Pro的NPU支持8bit與16bit運(yùn)算,，能夠兼容各類(lèi)AI軟件框架。現(xiàn)有AI接口支持OpenVX及TensorFlowLite／AndroidNN API,，AI軟件工具支持對(duì)Caffe／TensorFlow模型的導(dǎo)入及映射,、優(yōu)化；
3）完整方案易于開(kāi)發(fā),，Rockchip基于RK3399Pro芯片提供一站式AI解決方案,，包括硬件參考設(shè)計(jì)及軟件SDK，可大幅提高全球開(kāi)發(fā)者的AI產(chǎn)品研發(fā)速度,，并極大縮短產(chǎn)品上市時(shí)間,。
從以上六款帶有AI功能的芯片來(lái)看，在架構(gòu)上基本都是采用了多核模式,，以八核為主,；另外，關(guān)于AI運(yùn)算,，在原有CPU,、GPU的基礎(chǔ)上增加獨(dú)立神經(jīng)元計(jì)算處理單元成為主流趨勢(shì)，這樣可以實(shí)現(xiàn)AI運(yùn)算加速,，從而帶來(lái)更好的用戶(hù)體驗(yàn),；在應(yīng)用方面，還是以手機(jī)的人臉識(shí)別,、圖像處理為主,，未來(lái)隨著5G的商用，在自動(dòng)駕駛汽車(chē)中的應(yīng)用也會(huì)逐漸增加,。
從對(duì)比中可以看出,，國(guó)產(chǎn)廠商和國(guó)內(nèi)廠商各占一半，從高端到低端均有覆蓋,，在獨(dú)立神經(jīng)元計(jì)算單元的集成上,，只有海思、蘋(píng)果,、聯(lián)發(fā)科的產(chǎn)品上已經(jīng)實(shí)現(xiàn),，其它幾家廠商還在追趕。由于智能手機(jī)強(qiáng)烈的市場(chǎng)需求,，因此AI普及起來(lái)更為順暢,，但是目前需要在人臉識(shí)別和圖像處理的基礎(chǔ)上探索更多可能的應(yīng)用。