關(guān)鍵詞： 平頭哥 , A12X , 仿生芯片

來(lái)源：arstechnica.com
報(bào)道：文強(qiáng)、三石

【新智元導(dǎo)讀】馬云為何成立“平頭哥半導(dǎo)體”？蘋(píng)果2018 iPad Pro便是自研芯片好處的最佳例證。實(shí)測(cè)之下，A12X仿生芯片各項(xiàng)性能爆表，蘋(píng)果芯片團(tuán)隊(duì)更是豪言“在給定的外形尺寸和封裝設(shè)計(jì)下，沒(méi)人能比我們做得更好”。A12X架構(gòu)究竟如何，為什么蘋(píng)果會(huì)這么做，又是如何做到的呢？

還記得名震一時(shí)的“平頭哥”嗎？

沒(méi)錯(cuò)，說(shuō)的就是馬云在此前賜名成立的阿里半導(dǎo)體公司。

許是名字的殺傷力太大，反而沖淡了公眾對(duì)自研芯片配合自家應(yīng)用強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)的認(rèn)知。不過(guò)，蘋(píng)果最新發(fā)布的2018 iPad Pro及其搭載的A12X仿生芯片，無(wú)論是CPU、GPU，還是機(jī)器學(xué)習(xí)和神經(jīng)引擎，各項(xiàng)爆表的性能指標(biāo)，以及只有在A12X 仿生芯片支撐下才得以實(shí)現(xiàn)的眾多高端AI應(yīng)用，不難讓人看到了加上了“平頭哥”的阿里動(dòng)物軍團(tuán)升級(jí)打怪的未來(lái)。

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平頭哥（蜜獾）號(hào)稱“世界上最無(wú)所畏懼的動(dòng)物”

平頭哥半導(dǎo)體技術(shù)負(fù)責(zé)人驕旸在接受新智元采訪時(shí)曾表示，只有自己內(nèi)部的人才真正懂得內(nèi)部業(yè)務(wù)的需求，從而設(shè)計(jì)并提供針對(duì)每項(xiàng)不同業(yè)務(wù)都能達(dá)到性能功耗比最優(yōu)的硬件。

蘋(píng)果的芯片團(tuán)隊(duì)還不止如此，一切的規(guī)劃都從芯片開(kāi)始，他們會(huì)不斷地追問(wèn)其他團(tuán)隊(duì)：你們到底想要什么，要實(shí)現(xiàn)什么功能，瓶頸在哪里，我們?nèi)绾沃圃炫c你們系統(tǒng)完美契合的芯片？

多年來(lái)，蘋(píng)果對(duì)其從底層硬件到頂層應(yīng)用都采取“in-house”的做法諱莫如深。這一次，蘋(píng)果硬件技術(shù)部門(mén)的 Anand Shimpi 和市場(chǎng)營(yíng)銷高級(jí)副總裁 Phil Schiller 坐下來(lái)，與 ArsTechnica 的記者分享了蘋(píng)果A12X仿生芯片的細(xì)節(jié)，以及蘋(píng)果內(nèi)部芯片團(tuán)隊(duì)的運(yùn)作機(jī)制。

“芯片團(tuán)隊(duì)是其他團(tuán)隊(duì)的偵探?！盇nand Shimpi說(shuō)。

規(guī)劃從芯片開(kāi)始，“在給定的外形尺寸、封裝設(shè)計(jì)下，沒(méi)有人能做出更好、更高性能的芯片。”

A12X仿生芯片全面拆解，爆表式性能碾壓

在介紹蘋(píng)果芯片團(tuán)隊(duì)之前，還是讓我們首先來(lái)看看他們的最新成果。

全新發(fā)布的 2018 iPad Pro 有許多亮點(diǎn)，但最亮眼的莫過(guò)于A12X仿生芯片。蘋(píng)果在產(chǎn)品發(fā)布會(huì)上展示了A12X芯片的強(qiáng)大：圖像處理性能是A10X的兩倍，速度比8年前發(fā)布的iPad快1000倍，甚至用筆記本電腦這種便攜式PC相比，92%的市售產(chǎn)品都會(huì)敗下陣來(lái)。

蘋(píng)果最新一代的iOS設(shè)備并非完美，但哪怕是最刁鉆的“果黑”，也不得不承認(rèn)這家公司在移動(dòng)CPU和GPU方面的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)——不是一點(diǎn)點(diǎn)，而是甩開(kāi)一條街。

所有這些，都?xì)w功于蘋(píng)果內(nèi)部自研的定制芯片。實(shí)際上，包括FaceID、AR應(yīng)用在內(nèi)的各種2018 iPad Pro高端 AI應(yīng)用，離開(kāi)了A12X芯片完全沒(méi)有實(shí)現(xiàn)可能。

但并不是每個(gè)人，甚至是iPad Pro針對(duì)的“專業(yè)”消費(fèi)者，都意識(shí)到了這個(gè)差距。A12X仿生芯片的架構(gòu)究竟是怎樣的？為什么蘋(píng)果會(huì)這樣做，而它又是如何做到的呢？

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A12X與最貴系列蘋(píng)果手機(jī)所搭載的A12芯片是密切相關(guān)的。后者采用的是第一款可在消費(fèi)類設(shè)備中使用的7nm工藝制造芯片，而A12X是首次應(yīng)用于平板電腦。

雖然蘋(píng)果公司肯定不會(huì)透漏有關(guān)A12X非常細(xì)節(jié)的信息，但是根據(jù)Anandtech最近對(duì)A12的分析，我們也能知道A12X的大致“輪廓”：

CPU：中央處理器；
GPU：用于處理圖形，從主屏幕的顯示到3D游戲中的效果，再到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用程序的資源；
神經(jīng)引擎：處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)的任務(wù)；
IMC（集成內(nèi)存控制器）：有效地管理進(jìn)出內(nèi)存的數(shù)據(jù)；
ISP（圖像信號(hào)處理器）：分析拍攝照片時(shí)所創(chuàng)建的圖像，并對(duì)其進(jìn)行處理和改進(jìn)等；
Secure Enclave處理器：處理敏感數(shù)據(jù)(如生物識(shí)別標(biāo)識(shí)符)，使陌生人無(wú)法訪問(wèn)。

當(dāng)然還有諸如顯示引擎、存儲(chǔ)控制器、HEVC解碼器和編碼器等其它組件。

眾所周知，上述列表中最為核心的組件就是神經(jīng)引擎、CPU和GPU。接下來(lái)，我們就對(duì)這三個(gè)組件進(jìn)行詳細(xì)解讀。

神經(jīng)引擎和機(jī)器學(xué)習(xí)

神經(jīng)引擎的設(shè)計(jì)目的是加快與機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)的任務(wù)能夠在本地設(shè)備上執(zhí)行，這種方式比在CPU或GPU上執(zhí)行效率更高、性能更高。

事實(shí)上，新款iPad Pro的神經(jīng)引擎與前一款完全不同，因?yàn)榍耙豢罡緵](méi)有芯片。再來(lái)看一看蘋(píng)果手機(jī)，2017年的A11可以每秒處理6000億次操作；2018年的A12 iPhone手機(jī)能夠達(dá)到5萬(wàn)億次。

那么問(wèn)題來(lái)了，蘋(píng)果為什么如此注重神經(jīng)引擎的構(gòu)建呢？

首先，你需要了解神經(jīng)引擎所應(yīng)用的場(chǎng)景和功能。這些場(chǎng)景和功能包括但不限于：通過(guò)iPad Pro中的人臉I(yè)D和TrueDepth傳感器陣列來(lái)識(shí)別你的面部、掃描圖像并在照片應(yīng)用程序中提供搜索功能、處理語(yǔ)音，以及大量與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)相關(guān)的任務(wù)。

A12X的神經(jīng)引擎有8個(gè)核心，但蘋(píng)果對(duì)其架構(gòu)的細(xì)節(jié)守口如瓶。根據(jù)Shimpi和Schiller的描述，它不是從蘋(píng)果GPU中改編而來(lái)的。這種芯片為iPad Pro內(nèi)置的許多功能提供了動(dòng)力，但第三方應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員也可以通過(guò)一種名為CoreML的軟件開(kāi)發(fā)API以各種方式利用它。

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