联发科在MWC推出首款导入人工智能技术的中阶旗舰处理器Helio P60

随着联发科在MWC推出首款导入人工智能技术的中阶旗舰处理器Helio P60，智能手机市场竞争焦点开始转向移动AI。各家芯片供应商竞相将神经网络引擎用于手持设备，以启动语音UI、人脸辨识解锁与AR等人工智能体验…

尽管苹果(Apple)和三星(Samsung)都拥有自主开发的应用处理器，在高端的智能手机市场形成一定的门坎；但是，联发科技(MediaTek)最近在全球移动通信大会(MWC)上推出最新的曦力(Helio) P60芯片组，期望藉由移动AI应用重振其智能手机市场。

联发科的计划是重新进军直接与高通展开竞争的中、高阶智能手机市场。联发科将Helio P60视为“首款内建多核心人工智能(AI)处理器(移动APU)和联发科NeuroPilot AI技术的新一代智能手机SoC平台。”

此举突显了智能手机市场竞争焦点的重大转变——开始转移至移动AI。各家芯片供应商正竞相将神经网络引擎用于手持设备上。他们的目标很简单，希望启用人工智能体验——语音用户接口(UI)、人脸解锁、增强现实(AR)等——在客户端设备上处理得更快、更好，无论有没有网络连接。

The Linley Group资深分析师Mike Demler说：“光是去年我们就看到第一批搭载嵌入式神经引擎的智能手机处理器，这些几乎都是旗舰级的处理器，例如Apple All、华为麒麟(Huawei) Kirin 970、高通(Qualcomm)骁龙(Snapdragon) 835以及联发科的Helio X30等。”Demler表示：“联发科将在更低层添加神经引擎的作法并不令人意外，但有意思的是，他们打算采用较其旗舰产品X30更强大的核心来实现。”

换句话说，一个主要由中国手机制造商推动的中阶智能手机供应商社群，开始显得蠢蠢欲动。他们尽快出击移动AI市场。

联发科将其所谓的“新高阶”(new premium)定义为“以中等价格提供优质性能与特性的设备”。联发科全球销售总经理Finbarr Moynihan解释：“这是当今智能手机的动向，包括Oppo、Vivo与联想(Lenovo)等中到高阶业者都渴望能地缩小其与顶级竞争对手的差距，希望在应用程序(app)、特性与AI方面取得重大进展。”

联发科指出，2017年全球智能手机出货量的48%来自中国OEM，主要针对新兴市场。联发科引用TrendForce的报告指出，2017年中阶消费品牌大幅成长，小米(Xiaomi)智能手机的产量增幅高达76%，而Transsion、OPPO和Vivo也有显著的成长。Helio P60在八核心CPU中配备4个Arm A73处理器和4个Arm A53处理器。联发科声称，由于采用big.LITTLE八核心设计，Helio P60的CPU性能较其前代产品Helio P23和Hleio P30提升了70%。藉由使用最高800MHz的新型Mali G72 GPU，P60还可将GPU性能提高70%。

神经网络引擎

然而，Helio P60之所以特别之处在于其内建NeuroPilot AI平台，桥接CPU、GPU与板载AI加速器。联发科的AI架构藉由在SoC中协调CPU、GPU与AI加速器之间的运算负载，以管理异质的AI运算架构，并使得性能与能效最大化。

联发科并证实，P60的AI加速器中整合了Cadence Vision P6核心。

Cadence Vision P6（来源：Cadence）

相较于联发科技旗舰级Helio X30——采用Cadence Vision P5实现每秒70 GMAC的高性能，Helio P60每秒可处理280 GMAC。Demler表示：“因此，P60的整体处理器性能仅降低一个等级，神经引擎性能则提高了4倍。”相较于Helio P60神经网络引擎的性能，Demler说：“华为麒麟970可达到〜1 TMAC/s(FP16)，因而能以更高分辨率实现较P60更高4倍的神经网络性能。在280 GMAC/s时，P60可媲美Apple A11的300GMAC/s性能。”

缺乏AI基准

然而，我们所咨询的大多数分析师都同意，由于缺乏深度学习加速器的基准，在进行比较时几乎没有什么意义。Demler称此为“一个重大的开放问题”，并指称这一移动AI的困境让我们很容易就陷入“GOPS/TOPS的市场炒作之战”。Tirias Research首席分析师Jim McGregor表示赞同。他说：“这是一个令人困惑的话题，因为目前并没有什么细节和基准可参考。联发科和其他公司使得这些AI解决方案听起来就像可以完成任何事情一样，但这一切通常并不真实。”

例如，Demler说，联发科P60中使用的Cadence Vision P6核心的优化主要针对计算机视觉应用，而非通用神经网络。

McGregor解释，“首先，你必须了解大多数的AI处理器，例如联发科、Apple和华为称其解决方案为'专用'的意思——这意味着他们使用单个IP区块进行AI加速。在大多数情况下，这表示从Cadence或Ceva等其他业者取得授权的IP区块。” McGregor指出，这种IP区块“支持有限的可配置神经网络”，但是“没人会确切地说出这些限制是什么。”因此，很显然地，在应用处理器内部放置神经网络引擎并不是最后的任务。McGregor指出，开发和训练新的神经网络，仍然需要在数据中心进行，他们必须依赖更多高精确度、强大的训练处理器。

如果应用开发人员和OEM要利用智能手机应用程序处理器内部的神经引擎，他们就需要一个连接至底层硬件的软件架构。根据Demler的观察，“所有主要的移动处理器设计商(高通、联发科、华为、Apple)都提供神经网络SDK。”但他们都需要支持像Caffe和Torch这样的广泛训练架构。

以联发科而言，Moynihan指出，该公司提供了NeuroPilot AI SDK架构，能让App开发人员和OEM“直接下探至硬件，看看AI软件如何在CPU、GPU和专用AI加速器上运行”。同时，随着Google为Android机器学习开发了Android NNAPI和运行引擎，App开发人员和OEM也需要能够“查找并察看Android Networks API (Android NNAPI)所说的内容，”Moynihan补充说，“联发科的NeuroPilot SDK完全符合Android NNAPI。”

Android Neural Networks API系统架构（来源：Google）

在部署让智能手机处理器执行AI应用程序的各种方法中，高通似乎采取了一个稍微不同的方法。McGregor说，高通的解决方案很不一样，因为“他们采用已经用于芯片上的多种资源，包括Hexagon DSP、Adreno GPU和Kryo CPU核心。”不过他也补充说：“由于没有可用的基准，就很难确定哪一种方法比较好，但高通的架构模式确实提供了更大的灵活性。”

AI软件之争

无论底层硬件如何，这些软件最终都能真正区分在任何智能手机上的AI体验。

McGregor说：“现在，这些应用针对的是手机上的常见功能，例如摄影和数字助理。然而，通常由第三方软件开发人员来开发和训练模型供设备使用。”他指出，“在有限的情况下，有些模型或工具库可用。高通以影像辨识为基础，开发了一些工具库，三星则着重于摄影技术，Apple预计也在开发自家的模型。”

其他情况则取决于应用程序开发人员，但这存在明显的限制，McGregor说：“许多应用开发人员并不习惯深度学习，或者无法存取深度学习所需的大型数据中心。”The Linley Group的Demler则在最近的《微处理器报告》(Microprocessor Report)中对于AI软件的开发提出了警告。“处理器架构的多样性为Android App开发人员带来了挑战，因为即使是在缺乏专用深度学习加速器的设备上，这些App也必须能够工作。”另一方面，他指出iOS App的开发人员只需要支持一些专为Apple设计的处理器。

同样地，Tirias Research首席分析师Kevin Krewell警告道：“我看到最大的问题是每家芯片和IP供应商都以不同的方式耕耘机器学习领域。但Arm可能拥有最佳机会，能在一个IP上为多家供应商提供标准化。”