基于神经网络算法的苹果A12芯片，让iPhone 相机更智能

Posted 2021-04-24 河北凝讯科技订阅号

几年前，苹果的工程师开始考虑，如果能够借助于类神经网络的算法学习新机器，那么iPhone的相机可以变得更智能。

蒂姆·米勒带领一支芯片工程师团队开始实施这项工作。去年iPhone X增加了一个光滑的新人像模式，这一模式可以数字化的调整主体脸部的光线，艺术化地模糊背景。它利用了一个新添加到iPhone的主芯片上的神经引擎模块，可以自定义运行机器学习代码。iPhone X的新型面部识别解锁系统和FaceID就是借助这个芯片实现的。米勒表示，“如果没有神经引擎，我们就不可能正确的做到这一点。”

iPhone的工程师可以利用内部芯片创建像Face ID这样的创新功能，这一点体现出了苹果公司非常规硬件策略的好处。大多数计算机和小工具制造商都从英特尔，高通或三星等半导体制造商手中购买芯片。相比之下，自2010年的iPhone4以来的每一款iPhone都采用了苹果设计的芯片，甚至可以供外部公司订购。米勒表示，这种做法部分来源于乔布斯，当时他认为现成的芯片限制了他作为智能工具设计师的梦想，如今通过手机提供的独特体验非常依赖于这样的芯片。”

上周，苹果推出了三款新的iPhone。这更凸显了苹果公司从智能用品生产者到芯片设计者提升。因为所有这三款设备都包含了由米勒的团队设计的新芯片，这款芯片名为A12 Bionic。它采用比市面上任何移动设备中的同等芯片都更先进的芯片技术。A12的晶体管小至7纳米，明显小于去年iPhone的10纳米晶体管。这使得苹果公司在手机中能够放置69亿个晶体管，高于去年iPhone中的43亿个晶体管。

他表示，拥有更多晶体管为米勒团队的新创意提供了可行的方案。工程师们使芯片的图形处理器的功能更加强大，并且创造了一个更大的神经引擎，以消化人工智能功能。去年的神经引擎每秒能够进行6000亿次运算，而新设计每秒可以运行5万亿次。

米勒说，这些升级有助于改进肖像模式，改进后的肖像模式将可以让用户在拍摄照片后调整景深，以及使得增强现实的体验更准确更真实。神经引擎现在也开放供外部开发人员使用，并与最近的软件更新相结合，旨在激发围绕人工智能构建的新应用程序。

谷歌也有同样的想法，并在去年10月发布的Pixel 2手机加入了一个专门的图像处理器，用于在手机中运行神经网络。谷歌与英特尔合作为这台设备设计了组件，但主芯片是从高通购买的。

由于iPhone的销售已达到一个稳定的水平，因此苹果公司可以将芯片、软件，硬件共同发展，而且企业战略在此时也变得至关重要。苹果公司需要新的功能来刺激iPhone用户进行升级，并支持其价格上涨，从而保持收入增长。Moor Insights&Strategy公司的半导体分析师Patrick Moorhead表示：“他们可以提供更流畅的体验，并更早地推出新功能。这有助于获得更高的收益。”三星同时生产智能手机和智能手机处理器，并其处理器出售给其他智能设备制造商。

苹果公司并不会透露谁是新的A12芯片的制造商。但半导体产业人士猜测可能是台湾的台积电公司。苹果公司的首席运营官去年10月在台积电的一次活动中称，台积电是新的iPhone和iPad芯片的唯一供应商，并称赞它在一年内生产了5亿个苹果芯片。

Moorhead表示，为了确保能够运用台积电的7纳米技术，苹果公司将投入巨大的财力。他说：“苹果正在大量投资以购买工厂空间，来保证生产优势。”苹果表示，这项投资预计花费170亿美元，这个数字是2010年的8倍多，那一年乔布斯才刚刚宣布将在iPhone4中运用第一款苹果设计的芯片。

半导体行业相信它可以在2020年左右提供5纳米晶体管，虽然说进一步缩小它们的方法还不明朗。数十年来晶体管尺寸越来越小的趋势已经放缓并可能结束。

如果晶体管确实能够停止进一步缩小，那么苹果公司的策略将仍然有效。芯片设计将可能成为从芯片中获取更多产品的主要途径，而苹果公司对iPhone的端到端控制将会提供更大的灵活性。

米勒拒绝回答有关团队的计划问题。“我们需要大约几年的时间来从头到尾地制造芯片，”米勒说。在苹果总部，助力明年推出新的iPhone功能的硬件已经在渐渐萌芽。