高通在夏威夷发表新一代移动平台骁龙855,以及衍生自骁龙855的计算平台骁龙8cx,其不论是规模之大,以及在架构上的革新的确令人惊艳,然而对高通而言,SoC技术本身只是一部份重点,背后的生态更值得一提。
作为本世代移动SoC的重点,AI特性是本次高通着重突出的要素之一,同时高通也对外展示了其AI软硬生态上的一些已经可落地的AI解决方案。
生态指的是支持特定技术所需要的软硬资源,以及围绕着相关技术所形成的利益圈,在资源的部分,包含了程序设计工具、开发软硬件、框架、甚至支持这个特定技术的人力资源,也就是技术/应用开发者本身也属于生态的一部份,而这也是之所以目前各大AI计算生态都要强调教育以及扩大开发者社群的根本原因。
生态积累并非一蹴可几,高通选择稳健循序渐进
然而生态需要积累,这个积累不仅仅只是针对开发环境的完备,更重要的是,为了让开发者能有更大的市场基础可以发挥,作为生态最基础的硬件本身也要具备足够的装机量,那么开发者所推出的应用才有更大的市场销售潜力,并形成利益的共同体,当开发者更有利可图,整个生态也才会更健康。
以AI生态为例,手机上的AI计算环境其实也才是这一两年的事情,业界厂商在2017年开始主打硬件化的手机AI计算环境,强调计算性能表现,然而真正在AI开发环境投入最早的,却是高通。而以AI设备的装机量而言,高通更远远超过其他所有方案厂商,包括自研芯片的手机厂。这也代表,以生态而言,高通其实拥有绝大的优势,且在不短的未来都将持续。
(来源:高通官网)
早在对手的NPU现身之前,高通就已经使用其GPU加DSP的异构计算来建立AI计算生态。这种半软半硬的方式的好处在于,在整体AI计算生态成熟前,该架构可以很灵活地和各种新型态的计算框架、算法进行适配,若使用硬件NPU,可能就只能满足于最早设计目标的那几种算法,存在可能被淘汰的风险。
另外,由于高通已经坚持使用DSP/GPU的异构计算已经有数年之久,早从820系列开始,就已经支持这样的计算方式,目前其累积的装机量已经远远超出数亿支,单纯就数量而言,已经是全球最多。
业界最早投入开放AI开发环境,已累积大量资源
高通也非常强调开放的开发环境,也就是说,只要基于开放框架设计的应用,配合高通的计算环境,就能发挥出AI的计算好处。
对此,高通提供开发者一套骁龙神经处理 SDK,它可以支持 Android NN 环境。也同时支持了 Hexagon NN环境,如果开发者选择使用 Hexagon DSP 来做开发,HexagonNN 库就可以专门针对某一内核进行优化。所有这些功能为开发者带来极大的灵活性,并有助于他们实现性能最大化。这也说明,智能手机 AI 体验不能仅仅依靠一个特定的内核,更重要的是需要多种架构、多种工具所建构起来的完整体系。
早期高通手机方案的开发工具包都只针对其客户发放,而之后SNPE(骁龙神经处理)SDK针对第三方开发者的友善设计算是高通相当明智的策略转变,SNPESDK 在应用开发上的优势,以及在高通平台的基础渗透率极为庞大的状况下,成为手机 AI 的主导平台也不令人意外。
SNPE开发环境已经不再封闭,而是提供给广大的第三方 AI 应用开发者,SNPE 也理所当然的支持主流深度学习框架,包含TensorFlow、Caffe 等,而不久前才发表的TensorFlow Lite 及 Facebook 与微软合作推出的 ONNX 也同样在支持之列。在AI芯片市场上,更完备的开放式开发环境将为高通提供显著的竞争优势。
最新方案针对AI计算全面优化,达到超越对手的硬件级性能表现
而观察高通在骁龙峰会上发布的最新一代骁龙855,之所以仍不放弃异构计算方式,一方面是为了延续过去积累的计算生态优势,也就是说,针对过去旧款架构所开发的应用仍然能无痛的延续到最新平台;另一方面,通过支持骁龙855框架的自动计算单元适配,新加入的张量计算单元能够发挥其近似纯硬件NPU的算力效率,能让以通用框架开发的AI应用发挥更强大的效率表现,而若是针对高通硬件架构优化的应用,其效能提升更不在话下。
(来源:高通官网)
高通在Hexagon DSP加入的张量单元是现有AI硬件的补充,也就是说,异构计算在性能上还能得到极大的改善。根据帐面数据,DSP的性能是以前的4倍,并增加了Int16、Int8和混合指令格式,现在已经完成了对语音助手等常见用途的优化。另一方面,异构计算的另一个主角,也就是Adreno 640,则是增加了FP16和FP32指令,甚至CPU内核有PF32和Int8也是如此。
我们可以说,高通从CPU、DSP甚至GPU等核心设计,无一不是为AI打造优化。
高通公司表示,骁龙855所有计算单元的算力加总表现都超过7TOPS,它比上一代产品快3倍,与AI相关事件中最接近的竞争对手的性能提高2倍。随着张量单元的引入,以及DSP和CPU在数据计算格式的改善,这一切也都显得合理不过了。
以量取胜的绝对优势生态,开发者的支持才是市场决胜关键
高通所有的AI开发环境可回溯支持至两年前的骁龙820系列,骁龙820之后发布的骁龙600系列也加入了AI计算优化,若单纯以相关产品的销售量计算,高通已经在市场上洒出了超过竞争对手一定量级的产品。DT君认为,这种市场力量的呈现将会是决定未来AI计算生态胜负的重要关键。
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原文标题:AI重在生态,高通骁龙结合软硬优势以海量终端碾压对手
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