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谷歌自研芯片 Tensor 重磅來襲:“機(jī)器學(xué)習(xí)的里程碑,!”

2021-10-25
來源:CSDN
關(guān)鍵詞: 谷歌 Tensor芯片

  今日凌晨,谷歌正式推出了全新的 Google Pixel 6 和 Pixel 6 Pro 智能手機(jī),。谷歌 Pixel 6 系列搭載谷歌自研的 Tensor 芯片,,相比 Pixel 5 性能提升 80%,,AI 性能也大大提高。

  在 10 月 19 日的新品發(fā)布會上,,蘋果也官宣了全新的 Apple Silicon——M1 Pro 與 M1 Max,,其中M1 Max還被稱為蘋果迄今打造的最強(qiáng)芯片。而谷歌公司稱其自研的Tensor芯片是“機(jī)器學(xué)習(xí)的里程碑”,。這款芯片由 Google 研究院設(shè)計(jì),,使該公司能夠輕松地將人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的進(jìn)展轉(zhuǎn)化為實(shí)際的消費(fèi)者產(chǎn)品。谷歌自研的 Tensor 芯片究竟有什么玄機(jī)呢,?

  谷歌研究院打造

  幾年前,,谷歌的研究團(tuán)隊(duì)將硬件、軟件和 ML(機(jī)器學(xué)習(xí))方面集合到了一起,,構(gòu)建了最好的移動 ML 計(jì)算機(jī),,最終實(shí)現(xiàn)了谷歌對 Pixel 智能手機(jī)的愿景。

  有了 Tensor,,谷歌正在解鎖驚人的新體驗(yàn),,包括運(yùn)動模式、更準(zhǔn)確的人臉檢測,以及實(shí)時翻譯文本等功能,。Tensor 幫助谷歌探索智能手機(jī)的發(fā)展極限,,將它從一個通用的硬件變成一個足夠智能的設(shè)備。

  谷歌 Tensor 是構(gòu)建在芯片(SoC)上的一個高級系統(tǒng),,它擁有移動SoC的一切,甚至更多,。

  新手機(jī)的核心體驗(yàn)領(lǐng)域——語音,、語言、圖像和視頻——本質(zhì)上都是異構(gòu)的,,這意味著它們需要跨整個芯片的多種資源,。谷歌 Tensor 經(jīng)過精心設(shè)計(jì),以提供正確級別的計(jì)算性能,、效率和安全性,。通過 Android 12,谷歌著手打造一個操作系統(tǒng),,為硬件和軟件共同工作的未來奠定基礎(chǔ),。

  Tensor 的規(guī)格

  Tensor 就是所謂的片上系統(tǒng),本質(zhì)上是一種怪物處理器,,它將 CPU(為設(shè)備提供動力的大腦)與其他功能相結(jié)合,。

  正如傳聞中的那樣,Tensor 芯片使用了獨(dú)特的 CPU 內(nèi)核組合,。有用于人工智能的定制 TPU(Tensor 處理單元),,以及兩個高功率的 Cortex-X1 內(nèi)核,兩個中端據(jù)傳是舊的 Cortex-A76 內(nèi)核,,然后是四個低功率的效率內(nèi)核,。圖形由20核GPU提供,此外還有一個為環(huán)境體驗(yàn)提供動力的環(huán)境中心,,一個私人計(jì)算內(nèi)核,,以及一個用于安全的新 Titan M2 芯片。還有一個專門的圖像處理核心,,幫助 Pixel 的標(biāo)志性攝影,。

  谷歌 Tensor 芯片在開發(fā)過程中受到了三星的幫助,采用 5nm 制程工藝,,并還集成了一個張量處理單元用于機(jī)器學(xué)習(xí)運(yùn)算,,一個 ISP 圖像處理單元,一個 Tensor 安全核心,,一個低功耗核心,。此外,處理器還具備 8MB 系統(tǒng)緩存和 4MB L3 緩存。

  Tensor 安全核心是一個基于 CPU 的子系統(tǒng),,它獨(dú)立于主應(yīng)用程序處理器,。它允許敏感任務(wù)和控件在隔離和安全的環(huán)境中運(yùn)行。除了 Tensor 之外,,還有一個協(xié)處理器,,即谷歌的下一代專用安全芯片 Titan M2。由于谷歌創(chuàng)建了 Tensor,,它將對 Pixel 所有者的安全支持延長至五年,,讓人們可以更長時間地使用他們的設(shè)備。負(fù)責(zé) Google 芯片業(yè)務(wù)的副總裁兼總經(jīng)理 Phil Carmack 表示,,谷歌設(shè)計(jì)的 CPU 能夠?yàn)橛?jì)算攝影等密集使用案例提供最佳的響應(yīng)能力和功率效率,。

  理論上,谷歌提供的X1性能核心數(shù)量是驍龍 888 或 Exynos 2100 的兩倍——這是最強(qiáng)大的 Arm 設(shè)計(jì),,后兩者都使用一個 Cortex-X1,、三個 Cortex-A78 和四個 Cortex-A55 核心。但是谷歌也將兩個高端內(nèi)核換成了中端內(nèi)核,,這可能會提升電池的壽命和性能,,也有可能會導(dǎo)致整體設(shè)備變得更弱。如果有機(jī)會對 Pixel 6 和 Tensor 進(jìn)行測試,,就可以很快知道結(jié)果,。

  雖然性能的提升似乎還比不過蘋果的自研芯片,但縱向?qū)Ρ葋砜?,谷歌這次發(fā)布的 Pixel 6 系列手機(jī)仍然是目前最快的 Pixel 手機(jī),,谷歌表示,Tensor 芯片相比高通驍龍 765G,,在CPU性能上提升了 80%,,GPU 性能提升達(dá) 370%。值得注意的是,,該芯片比其他高級 Android 手機(jī)中的頂級處理器慢,。

  Tensor 實(shí)現(xiàn)的功能

  靜態(tài)攝影與運(yùn)動模式

  Pixel 6 的改進(jìn)領(lǐng)域之一是攝影。由于芯片的子系統(tǒng)可以更好地協(xié)同工作,,Tensor 可以更快地處理攝影任務(wù),,可以實(shí)現(xiàn)更智能的相機(jī)功能。

  名為 Face Unblur 的新功能可將運(yùn)動中的主體的面部聚焦,,同時保持身體其余部分的模糊,。例如,您可以拍攝一張孩子在蹦床上跳躍的照片,,臉部銳利且清晰,,四肢在運(yùn)動中模糊,。

  另一項(xiàng)稱為運(yùn)動模式的攝影功能會在靜止圖像中添加模糊。谷歌表示,,這個功能為城市照片,、夜間外出甚至自然場景帶來了某種專業(yè)的外觀和感覺。

  視頻

  谷歌一直希望讓 Pixel 視頻與 Pixel 照片的質(zhì)量相匹配,,Tensor 實(shí)現(xiàn)了這一愿望,。通過將嵌入到芯片上,可以更有效地直接提供像素特征,,

  谷歌開發(fā)了一種名為 HDRnet 的算法,。通過將HDRNet的部分功能直接嵌入到 Tensor 圖像信號處理器中,可以極大地加快處理速度,,同時極大地降低功耗。HDRnet 允許 Pixel 6 以靜止圖像的質(zhì)量捕獲視頻,,它可以應(yīng)用于所有視頻模式,,即使是每秒 60 幀的 4K 視頻,都可以提供更準(zhǔn)確和生動的顏色,。

  語音和轉(zhuǎn)錄

  Tensor 芯片將擁有谷歌提供的“最準(zhǔn)確的自動語音識別(ASR)”,,用于 Google Assistant 的快速查詢和音頻任務(wù),如現(xiàn)場字幕或錄音機(jī)應(yīng)用,。ASR 甚至可以用于長時間運(yùn)行的應(yīng)用程序,,如記錄儀或 Live Caption 之類的工具,而不會很耗電,。

  改進(jìn)后的語音識別將有助于語音訪問等功能,,讓用戶無需輸入命令即可與手機(jī)通話,以及使用 Google 助手接聽來電,、與來電者通話并提供通話內(nèi)容的文字記錄,。

  實(shí)時翻譯

  搭載 Tensor 的 Pixel 6 系列手機(jī)上擁有新的實(shí)時翻譯功能,可以幫助用戶更好地與人交流,。它適用于任何 Android 聊天應(yīng)用程序,,并且用戶可以直接在聊天應(yīng)用程序中進(jìn)行翻譯,這意味著不再需要復(fù)制粘貼文本到谷歌翻譯,。Tensor 還可以利用設(shè)備上的語音和翻譯模型對視頻等多媒體資源進(jìn)行實(shí)時翻譯,。

  與 Pixel 4 手機(jī)相比,在搭載 Tensor 的手機(jī)上使用翻譯功能時,,新設(shè)備上的神經(jīng)機(jī)器翻譯(NMT)模型才消耗不到一半的電力,。如果不是 Tensor,這些類型的任務(wù)通常會耗盡手機(jī)的電池電量,。

  對于谷歌來說,,Tensor 和 Pixel 的新 AI 功能并不是終點(diǎn),,這些只是開始。




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