性能|最高 1000 倍提升:骁龙 888 的 AI,智慧生活的一大步

要问科技界这两年什么最火 , 那无疑就是人工智能了 。 在智能手机圈里也是如此 , 每次手机发布会 , 终端厂商花费最多时间介绍的 , 除了拍照 , 那就是 AI 了 , 而且拍照中也经常融入了很多 AI 的应用 。

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毫无疑问 , AI 是未来科技的重要趋势 。 不过 AI 的应用不仅仅是算法层面的事情 , 更关键的是需要终端底层芯片技术上提供支持 。 在这一点上 , 作为安卓阵营移动终端主要芯片解决方案供应商的高通 , 自然是不遑多让 。 例如在他们不久前刚刚推出的全新旗舰移动平台骁龙 888 上 , 就集成了第六代 AI Engine 人工智能引擎 , 为这款芯片带来了非常强势的 AI 性能提升 。
第六代 AI Engine 算力大涨 , 骁龙 888 AI 影像前景可期 骁龙 888 移动平台在今年 12 月 1-2 日发布 , 其中在发布会上着墨最多的 , 要数 AI 能力的提升 。 第六代 AI Engine 人工智能引擎 , 是骁龙 888 的 AI 之源 。
关于骁龙移动平台的 AI Engine , IT之家此前有过诸多介绍 , 例如大家可以参考《第五代 AI Engine 加持:这些骁龙 865 手机满足了我对智能的期待》这篇文章 , 了解 AI Engine 的基本理念 , 简单是就是不需要专门的 AI 处理芯片 , 而是整合 CPU、GPU、Hexagon 处理器等 SoC 的内部运算资源 , 实现强大的 AI 运算能力 。

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凭借这个思路 , 高通骁龙的 AI Engine 经过多代升级积累 , 如今在第六代 AI Engine 已经实现了高达 26TOPS 的 AI 运算性能 , 相比第五代 AI Engine 的 15TOPS 有巨大的提升 。
如此强悍的 AI 运算能力到底是怎么实现的呢?这其中非常关键的一点 , 就是全新 Hexagon 780 处理器在性能架构上的创新升级 。
具体来说 , 今年骁龙 888 上的 Hexagon 780 处理器采用了融合 AI 加速器架构 。 所谓的融合 AI 加速器架构 , 意思就是在之前骁龙 865 的 Hexagon 处理器中 , 有标量、张量和向量加速器 , 但他们是分开的 , 而在骁龙 888 的 Hexagon 780 处理器中 , 这些加速器之间的物理距离几乎消失了 。

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不仅如此 , 高通还在这三个不同加速器之间添加了很大的共享内存 , 从而让他们更快、更高效地共享和移动数据 。 高通称 , 专用共享内存的加入让 Hexagon 780 在单一应用中的性能提升 16 倍 , 在某些应用中 , 数据交互时效最多可提高上千倍 。

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而具体到这些加速器自身 , 性能也得到了提升 , 标量加速器的性能提升了 50% , 而张量加速器的处理速度是前代的 2 倍 , 更重要的是 , 在性能上涨的同时 , 它们还提升了每瓦特性能 , 能效相比前代提升 3 倍之多 。
由此可见 , 全新的 Hexagon 780 处理器对第六代 AI Engine 性能跃迁贡献极大 。 当然 , 除了 Hexagon 780 , 在第六代 AI Engine 体系架构内 , 骁龙 888 的 Kryo 680 CPU 和 Adreno 660 GPU 在性能上的改进也发挥了重要作用 。
其中 , Kryo 680 CPU 采用了 1×Cortex X1 +3×Cortex A78+4×Cortex A55 的三丛集核心架构 , 特别是 Cortex X1 超级大核心的引入 , 让 CPU 整体性能提升 25% , 功效也提高了 25% 。 至于 Adreno 660 GPU , 相比上一代 Adreno 650 也有 35% 的性能提升 , 能耗相比于上一代则降低了 20% 。 在参与 AI 运算时 , Adreno 660 GPU 的 AI 性能则有 43% 的提升 。

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【性能|最高 1000 倍提升:骁龙 888 的 AI,智慧生活的一大步】因此 , 第六代 AI Engine 算力猛涨是内部各个单元架构改进和性能提升共同作用的结果 。 利用如此强大的算力 , 骁龙 888 可以为智能手机终端带来更智能的使用体验 。
最值得一说的就是 AI 影像能力的提升 。 在计算摄影非常流行的当下 , 手机拍照要进一步提升 , 离不开 AI 的帮助 。
例如第六代 AI Engine 配合骁龙 888 全新 Spectra 580 ISP , 就可以大幅提升大幅提升智能手机在低光环境下的照片拍摄能力 , 用户可以在近乎黑暗的环境下——只要 0.1Lux 的照度 , 就可以用骁龙 888 手机拍摄出亮度、纯净度和细节都非常惊人的照片 。

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还有就是在第六代 AI Engine 的加持下 , 骁龙 888 可以支持智能手机第 10 代 3A 算法(自动对焦、自动曝光和自动白平衡) , 这也是首次由 AI 赋能的 3A 算法 。 在研发过程中 , 高通利用支持眼部追踪的 VR 头显 , 训练显著性特征分析自动对焦和自动曝光神经网络 。
利用这些数据训练 AI 自动对焦和自动曝光引擎 , 从而使全新的由 AI 赋能的自动对焦引擎可以比以往更快、更准确 , 就像人的眼睛一样 。 高通在发布会上就为大家演示了骁龙 888 手机在自动对焦和曝光方面的表现 , 取景画面可以灵敏地在你想要对焦的物体之间自动切换 , 整个过程非常迅速和智能 , 无需摁下任何按钮 。

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如此一来 , 当你在拍照 , 特别是在拍摄视频的时候 , 就可以做到全程无需手动反复点按屏幕 , 画面主体变化 , 焦点就会随之变化 , 真正做到 “傻瓜式体验” , 方便的同时也能够拍出更出色的作品 。
此外 , 骁龙 888 还支持拍摄时的单帧逐行 HDR 传感器技术(拍照和视频都支持) , 一次拍摄可以输出每帧独立的长、中、短三次曝光 , 最终合成具有超高宽容度和动态范围表现的计算 HDR 摄影作品 。 这个功能虽然主要得益于 Spectra 580 ISP 的 3 ISP 架构 , 但在计算处理海量像素时 , 显然第六代 AI Engine 也会参与其中 。

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我们可以期待 , 在第六代 AI Engine 的加持下 , 骁龙 888 智能手机的拍照体验会有突破性的进步 , 包括强大的处理速度、面向视频的计算 HDR、3A 计算、低光架构等等 , 这些特性会让骁龙 888 手机成为更具专业品质的 “相机” 。
更多玄机 , 更多合作 , 以及更多的应用正在落地 如果你认为骁龙 888 第六代 AI Engine 的提升只是体现在算力层面 , 那就错了 。 除了算力大涨 , 第六代 AI Engine 还有更多玄机 , 并且高通也在利用这些 “玄机” , 推动 AI 应用在行业里的拓展 。
那么这些 “玄机”有哪些呢?
首先 , 就是第六代 AI Engine 还整合了高通第二代传感器中枢 。 第二代传感器中枢中 , 高通增加了一颗专用的、始终开启的、低功耗的 AI 处理器 , 令传感器中枢 AI 性能提升达 5 倍 。 这种额外的 AI 处理能力使 Hexagon 处理器可以将高达 80% 的工作负载分担给传感器中枢 , 从而做到更加省电 。 高通传感器中枢进行所有处理所需的功耗仅仅不到 1 毫安 。

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利用全新的传感器中枢 , 高通就可以和上游的应用开发者合作 , 为智能手机带来更加智慧的体验 。
例如他们正在和声纹识别技术公司 Audio Analytic 的合作 , 让手机可以识别用户周围的声学场景 , 开启一系列智能新功能 , 如根据所处环境调整自动铃声音量 , 当你从嘈杂的咖啡厅移驾到安静的会议室后 , 不会再出现尴尬的情况 。

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此外 , 他们也在和 Mobilize Solutions 公司合作 , 让手机可以根据用户的位置信息 , 推荐适合特殊场合的社交媒体滤镜 , 省去你手动挑花眼的麻烦 。

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为了方便开发者利用第二代传感器中枢的能力 , 高通还与谷歌就其最新的 TensorFlow Micro 框架开展合作 , 确保开发者能够轻松访问高通传感器中枢 。 这些都是让第六代 AI Engine 全新特性加速落地的努力 。
此外 , 在 AI Engine 的应用软件层面上 , 高通还推出了高通 AI 引擎 Direct , 这是为整个移动平台带来统一的 Direct 应用程序接口的能力 。 通过这个解决方案 , 高通扩展并增强了其 AI 软件解决方案的功能 , 为开发者提供了直接访问硬件的途径 。

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还有就是 , 高通扩展了用于 AI 加速器的开源编译器 TVM , 支持 Hexagon 。 现在 , 开发者可以用几行简短的 Python 代码编写自定义算子 , 为 Hexagon 编译 , 并直接插入高通 AI 引擎 Direct 框架 。

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这些特性都可以帮助开发者更方便、更全面地调用骁龙 888 第六代 AI Engine 的能力 , 创造出更多有趣且实用的智慧化应用 。
例如 , 高通一直在和全球知名的社交应用 Snapchat 合作 , 而 Snapchat 目前正在使用骁龙 888 的 AI 模型增效工具包 , 量化他们的一系列 AI 镜头模型 , 以提高人脸识别的准确性和性能 。 这样 , 用户就可以即时应用最新的滤镜 , 而且具有极快的响应和绝佳的流畅性 。

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还有 , 高通也在和 Tetras.AI 公司联合开发一些更有趣的 AI 应用 , 例如通过他们的 Super Movie , 结合第六代 AI Engine 的能力 , 可以帮助击剑爱好者提升自己的水平 , 包括模拟出一位职业击剑手在面前 , 看看自己的水平和他们的差距在哪里 。

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还有一个用例 , 就是在视频中 , 实现人像的抠图 , 从原始视频中删除一个人物、重建背景 , 例如将他放到 T 台上 , 这个过程会用到视频实例分割和融合算法 , 在第六代 AI Engine 的强大运算下 , 视频的画面会看起来非常自然 , 更重要的是 , 它能以 30fps 的速度在每一帧画面中实时去除背景 , 分辨率最高可达 4K 。

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上述的种种案例 , 都是高通在联合 AI 生态的合作伙伴 , 共同促进第六代 AI Engine 将强大的 AI 能力快速转化为实际落地的应用 , 从而推进 AI 产业朝着更深入的层次发展 , 早日为消费者带来更智慧的世界 。
结语 如果将未来的智慧生活比作地球 , 那么 AI 就是撬动这个地球的支点 , 高通通过骁龙 888 第六代 AI Engine 所做的事 , 则是在杠杆的另一端不断加大重力 , 以撑起未来那个庞然丰富的美好的世界 。

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别看这两年 AI 的技术和应用炙手可热 , 高通也通过骁龙 AI Engine 解决方案成为整个 AI 行业中闪耀的一颗星 , 但其实高通第一个 AI 项目从 2007 年即已开始 , 十多年来 , 高通正是通过持续的技术积累 , 以及与 AI 产业生态玩家的合作沟通 , 才能通过骁龙移动平台将 AI 赋能给亿万终端 , 并创造出众多有趣的 AI 应用实例 。 骁龙 888 也许仍然只是量变的过程 , 但不积跬步无以至千里 , 未来 , 都是从这每一步的进化开始的 。

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