谷歌自研 Tensor 芯片，8核CPU，20核GPU……

Posted 2021-11-23 CSDN云计算

作者 | 禾木木   

出品 | CSDN云计算（ID：CSDNcloud）

10 月 20 日，谷歌在发布会上推出了全新 Pixel 6 和 Pixel 6 Pro 手机。虽然在推出之前，就已经知晓了外观，该说不说这款手机还是很吸引人的。

在这些变化中，小编最想和大家说的还是谷歌的自研芯片 —— Tensor。并且 Pixel 6 和 Pixel 6 Pro 搭载了自研的 Google Tensor 芯片。

为什么会用 Tensor 这个名字？

从学术的角度来看，张量是一种数学结构，有助于解释向量空间中的对象。它在计算中有用的原因是因为张量可以使用多维数组来描述，并且机器学习也可以通过这种方式来表示。

谷歌已经不是第一次将 Tensor 名称附加到机器学习上了。2015 年，它开源了 TensorFlow ML 项目。几年后，它使用 Tensor Processing Unit 也叫张量处理器，用来加速机器学习计算。

这一次，谷歌将Tensor 这个名字应用到自己的手机硬件的芯片系统上。

一款擅长人工智能的芯片是如何工作的呢？

这就是谷歌为什么需要这款芯片。

Tensor 产品经理 Monika Gupta 表示，谷歌觉得受到了阻碍，所以想要一款能够在手机中处理机器学习工作负载的芯片。

“我们拥有这些惊人的技术，内部最先进的 ML 模型，但我们实际上无法将它们交付到 Pixel 中，或许我们可以，但可能会以一种妥协的方式，因为我们实际上无法运行更多我们想要的最先进的 ML 模型......直到现在，直到 Tensor。”

Gupta 补充说，所有芯片的设计都是为了帮助运行人工智能，同时尽可能少地影响电池寿命。

Tensor 芯片上到底有什么？

程式化示意图显示芯片具有 CPU 和 GPU 集群、安全区域、信号处理区域、上下文中心以及处理 AI，它自然具有张量处理单元。

CPU 集群由两个纯性能的 Arm X1 内核、两个中等的 Arm A76 内核和四个高效的 A55 内核组成。Arm 设计的 Mail-G78 GPU 由 20 个内核组成，谷歌表示这足以提供优质的游戏体验。

该芯片还有一个 Tensor 安全核心，这是一个新系统，可以独立于主 CPU 处理敏感数据。并且还具备新的 Titan M2 板载，可与 Tensor 安全核心一起工作。

谷歌表示，Titan M2 能够抵御高级攻击，包括电磁分析、电压毛刺和激光故障注入。

上下文集线器用于超低功耗 AI，例如当手机锁定时显示在常亮显示屏上的正在播放的警报。

三星正在使用其 5 nm LPE 工艺制造芯片。

Tensor 芯片的速度有多快？

谷歌表示 Tensor 芯片是有史以来最快的 Pixel 芯片，但这并不太难，因为 Pixel 6 的前身 Pixel 5 使用的是 700 系列高通骁龙 765G 处理器，而不是通常的 800 系列芯片。

芯片上的基准测试不可用，但谷歌表示，Tensor 作为一个整体会更好地工作，而不是单独优化芯片的各个部分。

“CPU 和 GPU 速度在基准测试中看起来很棒，但它们并不总是反映真实世界的用户体验，”Pixel 业务部门副总裁 Nanda Ramachandran 说。

在 CPU 方面，谷歌采用 2+2+4 的配置，首先它用上了两个 2.8GHz 的 Cortex-X1 内核。大多数供应商都选择使用 1 个「峰值（peak）」性能内核，而谷歌却使用了 2 个。

另外，谷歌使用 2.25GHz 的 Cortex-A76 内核作为设置的 2 个中间内核，谷歌称它们将在较低的功率水平下获得更好的持续性能。

最后是 4 个 1.8GHz 的 Cortex-A55 小核。谷歌还确认 L3 缓存为 4MB，与竞争对手一致，并且有一个 8MB 的系统缓存，这和三星的 Exynos 2100 类似。

GPU 方面是 Mali-G78MP20，Anandtech 推测谷歌正试图慢速运行 Mali-G78MP20 以得到更好的能源效率。谷歌没有用 Tensor 和当前的旗舰芯片进行直接对比，只是指出和上一代 Pixel 5 的骁龙 765G 比，CPU 性能提升了 80%，GPU 性能提升了 370%。

根据 Benchmark 跑分，骁龙 888 的 CPU 性能比 765G 高 92%。我们只能推测，Tensor 和骁龙 888 的性能类似，但因为有专门的机器学习计算区域（和服务器芯片一样叫 TPU），AI 算力前者更高。

“Pixel 5 是我们方法的一个很好的例子。即使在没有在基准测试中获胜的芯片上，谷歌软件也提供了很棒的体验。”

作为用户，这款新芯片会给我带来什么？

在用户对拍照功能越来越重视时，更好的拍照体验成为诸多公司的兵家必争之地。

在图像信号处理单元的设计上，谷歌创造性地将核心算法直接写入芯片内部，获得非凡的功耗效率。

Google Tensor 还引入了一颗交互中枢，使用超低功耗运行人工智能运算。

诸如改进的语音识别、语音输入、实时翻译和从图片中删除照片炸弹的魔术橡皮擦等功能都基于人工智能。

谷歌表示，其硬件和软件协同工作的最佳例子是“你设计的颜色和定制逻辑”，旨在帮助选择与你的墙纸配合使用的界面颜色，并帮助手机“适应你”。

特别是，谷歌提到了一个新的杀手锏功能——30/60fps 视频处理，其中每一帧都通过谷歌的定制模型对其进行处理，这是以前在其他 SoC 上不可能实现的。

并补充说到，其许多个性化 AI 模型都在“安全的设备沙箱”中运行，并且数据不会在没有“明确操作”的情况下离开设备。此数据包括标题和翻译、可疑消息警报和地理数据。

Tensor 是否允许更多的安全更新？

谷歌不会直接声明切换到自己的芯片，允许它提供五年的更新。

“用户仍将获得至少三年的操作系统更新，之后我们将致力于确保 Pixels 保持最新和安全。更新的频率和类别将取决于硬件的功能和需求， ”公司发言人回应称。

“Tensor 使我们能够制造出我们一直设想的 Google 手机：不断改进的手机，并利用 Google 在 AI 和 ML 方面最强大的创新，以提供最大的帮助，所有这些都是高度个性化的体验。”

与事实相反的是，在进行此转换之前，Google 从未提供过五年的更新。

Tensor 的人工智能功能还允许谷歌增强其对电话、短信、电子邮件和链接的反网络钓鱼保护，以查看是否有可疑内容。

昔日的合作伙伴如何看待它？

尽管 Pixels 不是最畅销的设备，但从合作伙伴变对手的高通怎么看呢？

官方的 Snapdragon 账户在 Twitter 上还是有点酸酸的呢。

参考链接：

https://www.zdnet.com/article/google-tensor-everything-you-need-to-know-about-the-pixel-6-chip/