基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的蘋果芯片，讓iPhone 相機(jī)更智能

幾年前，蘋果的工程師開始考慮，如果能夠借助于類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法學(xué)習(xí)新機(jī)器，那么iPhone的相機(jī)可以變得更智能。

蒂姆·米勒帶領(lǐng)一支芯片工程師團(tuán)隊(duì)開始實(shí)施這項(xiàng)工作。去年iPhone X增加了一個(gè)光滑的新人像模式，這一模式可以數(shù)字化的調(diào)整主體臉部的光線，藝術(shù)化地模糊背景。它利用了一個(gè)新添加到iPhone的主芯片上的神經(jīng)引擎模塊，可以自定義運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)代碼。iPhone X的新型面部識(shí)別解鎖系統(tǒng)和FaceID就是借助這個(gè)芯片實(shí)現(xiàn)的。米勒表示，“如果沒有神經(jīng)引擎，我們就不可能正確的做到這一點(diǎn)。”

iPhone的工程師可以利用內(nèi)部芯片創(chuàng)建像Face ID這樣的創(chuàng)新功能，這一點(diǎn)體現(xiàn)出了蘋果公司非常規(guī)硬件策略的好處。大多數(shù)計(jì)算機(jī)和小工具制造商都從英特爾，高通或三星等半導(dǎo)體制造商手中購(gòu)買芯片。相比之下，自2010年的iPhone4以來的每一款iPhone都采用了蘋果設(shè)計(jì)的芯片，甚至可以供外部公司訂購(gòu)。米勒表示，這種做法部分來源于喬布斯，當(dāng)時(shí)他認(rèn)為現(xiàn)成的芯片限制了他作為智能工具設(shè)計(jì)師的夢(mèng)想，如今通過手機(jī)提供的獨(dú)特體驗(yàn)非常依賴于這樣的芯片。”

上周，蘋果推出了三款新的iPhone。這更凸顯了蘋果公司從智能用品生產(chǎn)者到芯片設(shè)計(jì)者提升。因?yàn)樗羞@三款設(shè)備都包含了由米勒的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的新芯片，這款芯片名為A12 Bionic。它采用比市面上任何移動(dòng)設(shè)備中的同等芯片都更先進(jìn)的芯片技術(shù)。A12的晶體管小至7納米，明顯小于去年iPhone的10納米晶體管。這使得蘋果公司在手機(jī)中能夠放置69億個(gè)晶體管，高于去年iPhone中的43億個(gè)晶體管。

他表示，擁有更多晶體管為米勒?qǐng)F(tuán)隊(duì)的新創(chuàng)意提供了可行的方案。工程師們使芯片的圖形處理器的功能更加強(qiáng)大，并且創(chuàng)造了一個(gè)更大的神經(jīng)引擎，以消化人工智能功能。去年的神經(jīng)引擎每秒能夠進(jìn)行6000億次運(yùn)算，而新設(shè)計(jì)每秒可以運(yùn)行5萬(wàn)億次。

米勒說，這些升級(jí)有助于改進(jìn)肖像模式，改進(jìn)后的肖像模式將可以讓用戶在拍攝照片后調(diào)整景深，以及使得增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)更準(zhǔn)確更真實(shí)。神經(jīng)引擎現(xiàn)在也開放供外部開發(fā)人員使用，并與最近的軟件更新相結(jié)合，旨在激發(fā)圍繞人工智能構(gòu)建的新應(yīng)用程序。

谷歌也有同樣的想法，并在去年10月發(fā)布的Pixel 2手機(jī)加入了一個(gè)專門的圖像處理器，用于在手機(jī)中運(yùn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。谷歌與英特爾合作為這臺(tái)設(shè)備設(shè)計(jì)了組件，但主芯片是從高通購(gòu)買的。

由于iPhone的銷售已達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的水平，因此蘋果公司可以將芯片、軟件，硬件共同發(fā)展，而且企業(yè)戰(zhàn)略在此時(shí)也變得至關(guān)重要。蘋果公司需要新的功能來刺激iPhone用戶進(jìn)行升級(jí)，并支持其價(jià)格上漲，從而保持收入增長(zhǎng)。 Moor Insights&Strategy公司的半導(dǎo)體分析師Patrick Moorhead表示：“他們可以提供更流暢的體驗(yàn)，并更早地推出新功能。這有助于獲得更高的收益。”三星同時(shí)生產(chǎn)智能手機(jī)和智能手機(jī)處理器，并其處理器出售給其他智能設(shè)備制造商。

蘋果公司并不會(huì)透露誰(shuí)是新的A12芯片的制造商。但半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)人士猜測(cè)可能是臺(tái)灣的臺(tái)積電公司。蘋果公司的首席運(yùn)營(yíng)官去年10月在臺(tái)積電的一次活動(dòng)中稱，臺(tái)積電是新的iPhone和iPad芯片的唯一供應(yīng)商，并稱贊它在一年內(nèi)生產(chǎn)了5億個(gè)蘋果芯片。

Moorhead表示，為了確保能夠運(yùn)用臺(tái)積電的7納米技術(shù)，蘋果公司將投入巨大的財(cái)力。他說：“蘋果正在大量投資以購(gòu)買工廠空間，來保證生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。”蘋果表示，這項(xiàng)投資預(yù)計(jì)花費(fèi)170億美元，這個(gè)數(shù)字是2010年的8倍多，那一年喬布斯才剛剛宣布將在iPhone4中運(yùn)用第一款蘋果設(shè)計(jì)的芯片。

半導(dǎo)體行業(yè)相信它可以在2020年左右提供5納米晶體管，雖然說進(jìn)一步縮小它們的方法還不明朗。數(shù)十年來晶體管尺寸越來越小的趨勢(shì)已經(jīng)放緩并可能結(jié)束。

如果晶體管確實(shí)能夠停止進(jìn)一步縮小，那么蘋果公司的策略將仍然有效。芯片設(shè)計(jì)將可能成為從芯片中獲取更多產(chǎn)品的主要途徑，而蘋果公司對(duì)iPhone的端到端控制將會(huì)提供更大的靈活性。

米勒拒絕回答有關(guān)團(tuán)隊(duì)的計(jì)劃問題。“我們需要大約幾年的時(shí)間來從頭到尾地制造芯片，”米勒說。 在蘋果總部，助力明年推出新的iPhone功能的硬件已經(jīng)在漸漸萌芽。