來(lái)源 ：Bloomberg；Mashable

編譯：DAWN

在iPhone X發(fā)布不久,，華為就在Facebook上分享一段廣告視頻,，diss蘋(píng)果Face ID毫無(wú)用處。

在廣告視頻中,，華為使用小丑emoji形象,，并以動(dòng)畫(huà)的表現(xiàn)形式，模擬人臉識(shí)別解鎖手機(jī)的過(guò)程,，最終解鎖失敗,，暗示并不是所有人都適合面部識(shí)別。

▲ 華為發(fā)"小丑"廣告暗諷Face ID,，并打出#TheRealAIPhone的標(biāo)簽

沒(méi)過(guò)幾天,，華為移動(dòng)又通過(guò)其官方Twitter分享了另一個(gè)Gif圖片，圖片中一只蘋(píng)果被啃食殆盡,。

小動(dòng)作不斷的華為,，接連“嗆聲”蘋(píng)果。此舉無(wú)疑是為內(nèi)置AI芯片的麒麟970處理器加戲碼,。事實(shí)上,，華為將在10月16日發(fā)布“真正的AI手機(jī)”Mate10。

當(dāng)然,，以十周年紀(jì)念版為噱頭的 iPhone X并不脆弱,。有了強(qiáng)力“大腦”A11 Bionic 坐鎮(zhèn)，它飆起來(lái),，恐怕連 iPad Pro 上的 A10X 都要退避三舍,。

在長(zhǎng)達(dá)2小時(shí)的蘋(píng)果發(fā)布會(huì)里最令人印象深刻的就是這款十周年紀(jì)念版iPhone X了。但如果離開(kāi)了A11 Bionic CPU芯片,，iPhone X剩下的恐怕徒具外型,。如果A11 Bionic背后沒(méi)有一支瘋狂,、專注的芯片開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，它也將是一塊不足掛齒的芯片,。 

所以,，真正懂門(mén)道的內(nèi)行人更關(guān)注的問(wèn)題是：A11 Bionic芯片背后的蘋(píng)果IC設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，究竟是如何打造出這顆帶動(dòng)iPhone X手機(jī)的動(dòng)力引擎出來(lái)的,？ 

今天我們就來(lái)聊一聊蘋(píng)果新一代移動(dòng)處理器,， A11 Bionic 芯片開(kāi)發(fā)背后的故事。

從3年前的一場(chǎng)賭注說(shuō)起

蘋(píng)果每一款產(chǎn)品內(nèi)部都裝著一顆主宰一切的“大腦”,，你所使用的任何應(yīng)用都要經(jīng)過(guò)它的處理,。事實(shí)上，這枚小小的芯片,，是一門(mén)在指尖打造出一座城市的手藝,。

▲ 蘋(píng)果IC設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)總監(jiān)、硬件科技資深副總裁Johny Srouji

在蘋(píng)果芯片世界,，有一位幕后操刀手,，或許你從未聽(tīng)說(shuō)過(guò)，但他的重要性卻不容置疑,，甚至不遜色于任何一位蘋(píng)果高管,。 

他的名字叫約翰尼斯洛基( Johny Srouji ) ，在蘋(píng)果公司內(nèi)部的硬件技術(shù)部門(mén)擔(dān)任高級(jí)副總裁,，掌管蘋(píng)果的處理芯片團(tuán)隊(duì),。

也就是說(shuō)，iPhone,、iPad,、Apple TV、Apple Watch 等產(chǎn)品的中央處理器,，都是在 Srouji 的帶領(lǐng)下完成設(shè)計(jì)的,。 如果說(shuō)喬納森（蘋(píng)果軟硬件產(chǎn)品的首席設(shè)計(jì)師）為眾多蘋(píng)果產(chǎn)品帶來(lái)了精致的外形設(shè)計(jì)，那么Srouji和他的團(tuán)隊(duì)就是控制這些產(chǎn)品的“大腦”,。 

自從在 2008 年加入蘋(píng)果公司之后,，Srouji 一直都保持著低調(diào)。但隨著蘋(píng)果芯片的信息逐漸為外人所知,，這位技術(shù)天才也開(kāi)始出現(xiàn)在聚光燈之下了,。 

美國(guó)知名科技博客 Mashable在蘋(píng)果發(fā)布會(huì)后24小時(shí)邀請(qǐng)到蘋(píng)果IC設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)總監(jiān)、硬件科技資深副總裁Johny Srouji一揭A11 Bionic芯片的開(kāi)發(fā)背后的秘密,。 

▲ 蘋(píng)果 A11 Bionic 芯片

在被問(wèn)到 A11Bionic 芯片是何時(shí)開(kāi)始著手開(kāi)發(fā)的,？Srouji給出的答案令人咋舌。他表示，蘋(píng)果著手架構(gòu)芯片,，一般從3年前就開(kāi)始,。這意味著A11 Bionic芯片早在2014年間就進(jìn)行開(kāi)發(fā)工作了，而當(dāng)時(shí)蘋(píng)果還忙著出貨內(nèi)建A8芯片的iPhone 6,。 

值得注意的是,，2014年時(shí)，少有在手機(jī)層次上討論AI和機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)的議題,，然當(dāng)時(shí),，蘋(píng)果在架構(gòu)芯片開(kāi)發(fā)之際，已經(jīng)押寶手機(jī)SoC內(nèi)嵌Neural Engine（神經(jīng)引擎）了,。 

為什么說(shuō)蘋(píng)果早在3年前就押寶iPhone手機(jī)SoC內(nèi)嵌神經(jīng)引擎,、用來(lái)執(zhí)行AI運(yùn)算任務(wù)，這件事讓人另眼相看,？ 

要知道,，包括AI在內(nèi)的這些先進(jìn)演算法,，例如Siri,，通常系在云端上執(zhí)行高階演算，因此,，在用戶端便需要有網(wǎng)絡(luò)連結(jié),。然而，iPhone X將AI技術(shù)導(dǎo)入手機(jī)里,，顯然是想避免把用戶個(gè)人資料送出手機(jī),、送到云端，但iPhone X的AI應(yīng)用如果想要在手機(jī)層次,、而非云端層次上執(zhí)行的話,，這也可以解釋對(duì)于強(qiáng)大運(yùn)算芯片的需求，因此設(shè)計(jì)了A11 Bionic處理器上的一對(duì)核心,。

“芯片設(shè)計(jì)的煩惱” 

在芯片設(shè)計(jì)上,，蘋(píng)果一直有它獨(dú)有的思路。

陪同受訪的蘋(píng)果全球行銷(xiāo)資深副總裁Phil Schiller一語(yǔ)道破了蘋(píng)果對(duì)于iPhone手機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中對(duì)于芯片的重視：對(duì)蘋(píng)果來(lái)說(shuō),，芯片開(kāi)發(fā)可說(shuō)是iPhone打造過(guò)程中必經(jīng)之路的一部分,，絕不是像樂(lè)高積木似的可以隨便外購(gòu)，然后堆疊而成,。 

那么,，蘋(píng)果芯片更新迭代規(guī)律又是怎樣的呢？

關(guān)于芯片研究,，蘋(píng)果從A4到A11的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,，其實(shí)并非每一次都是從零開(kāi)始的。蘋(píng)果在開(kāi)發(fā)每一代的芯片時(shí)，都會(huì)先檢視前一代的架構(gòu),，然后再?zèng)Q定到底是要據(jù)此改善,、還是重新開(kāi)始。 

▲  A11 Bionic 芯片 兩個(gè)更新的性能核心

以A11 Bionic為例,，可說(shuō)是基于A10 Fusion芯片的效能表現(xiàn)以及部分技術(shù)上,。蘋(píng)果全球行銷(xiāo)資深副總裁Phil Schiller形容A11 Bionic芯片可說(shuō)是集設(shè)計(jì)、架構(gòu)與技術(shù)改變于一身的混合體,，有些地方是全新的,，有些地方則是對(duì)于既有處理器設(shè)計(jì)的更新。 

A10 Fusion,，是一個(gè)四核處理器,，兩顆性能核心，兩顆能效核心,。在處理重量級(jí)任務(wù)時(shí),，使用性能核心；處理輕量級(jí)任務(wù)時(shí),，關(guān)閉性能核心,，使用能效核心，減少電池消耗,。 

A11 Bionic 繼續(xù)沿用這個(gè)思路,。不同的是，iPhone X處理器第一次采用了六核心,，其中兩顆為高性能核心,，四顆高效能核心。

如此來(lái)看,，先前導(dǎo)入到A10 Fusion芯片的高功能與高效能核心,，也獲得了換代更新，包括多了2個(gè)核心,，以及可以進(jìn)行非對(duì)稱多重處理(asymmetric multi-processing)任務(wù),，這意味著可以立刻運(yùn)行1、2,、3,、4、5或6核心,。 

結(jié)構(gòu)調(diào)整,，帶來(lái)的效益是：A11 Bionic 高性能核心比上一代速度提升 25%，高效能核心速度提升 70%,，而多核同時(shí)工作性能提升高達(dá) 70%,。

“神經(jīng)引擎”的秘密 

除了這些在A10 Fusion 核心數(shù),、性能升級(jí)之外，A11 Bionic 還重新設(shè)計(jì)了兩個(gè)全新的殺手锏：神經(jīng)引擎（Neural Engine）和圖形引擎（Graphics Engine）,。 

▲  Srouji （左二）和庫(kù)克在以色列與蘋(píng)果員工在一起

以前,，蘋(píng)果一直在用第三方GPU。本次在A11 Bionic上,，蘋(píng)果做了首款自己設(shè)計(jì)完成的GPU,。至于，蘋(píng)果為何選擇自主研發(fā)芯片來(lái)執(zhí)行AI任務(wù),？ 

Srouji表示,，Neural Engine（神經(jīng)引擎） 的開(kāi)發(fā)可說(shuō)是蘋(píng)果IC設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)于優(yōu)化系統(tǒng)效率、永無(wú)止境追求的體現(xiàn),。這對(duì)雙核引擎能認(rèn)出人,、地點(diǎn)、物體,，還能以每秒6000億次的速度處理機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù),。 

但對(duì)于部分應(yīng)用程序或軟件而言，有些算法可以更好利用函數(shù)程式模型(functional programming model),。這其中也包括了iPhone X最新的臉部追蹤和Face ID,，以及擴(kuò)增實(shí)境(AR)相關(guān)的物體偵測(cè)。 

這些功能都要用到神經(jīng)網(wǎng)路,、機(jī)器學(xué)習(xí)或是深度學(xué)習(xí)等,。這種類(lèi)神經(jīng)處理可以 在CPU上運(yùn)行，若能在GPU上處理則更佳,。 

對(duì)于這種類(lèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的程序模型來(lái)說(shuō)，如果實(shí)現(xiàn)了通過(guò)針對(duì)該應(yīng)用設(shè)計(jì)的專屬定制芯片,，那在執(zhí)行完全相同的任務(wù)時(shí),，將比普通圖形引擎更節(jié)能。而蘋(píng)果是如何做到呢,？ 

Srouji進(jìn)一步指出,，Neural Engine的秘密在于其能夠進(jìn)行矩陣乘法(matrix multiplications)以及浮點(diǎn)處理(floating-point processing)。 

A11 Bionic 里的Neural Engine只進(jìn)行專門(mén)的一些任務(wù)處理而已,，并不進(jìn)行通用化用途,。Schiller在旁補(bǔ)充道，臉部識(shí)別,、AR物件偵測(cè)以及在即時(shí)狀態(tài)下進(jìn)行生動(dòng)表情符號(hào)(Animoji)臉部追蹤等,，是其特殊運(yùn)算任務(wù)中的幾項(xiàng)。 

除此之外,，蘋(píng)果不愿多做闡述了,， 對(duì)這個(gè)神經(jīng)引擎不愿透露更多細(xì)節(jié)。

▲ 在 Apple 的一個(gè)秘密實(shí)驗(yàn)室中展開(kāi)的對(duì)芯片耐久性的測(cè)試

畢竟，一貫嗅覺(jué)敏感的蘋(píng)果,，自行為產(chǎn)品設(shè)計(jì)處理器,，是它與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的最大區(qū)別之一。

由自家的工程師來(lái)設(shè)計(jì)處理器,，蘋(píng)果可以完美的將硬件和軟件進(jìn)行優(yōu)化和結(jié)合,，同時(shí)還可以對(duì)處理速度以及電池續(xù)航能力進(jìn)行掌控。比如,，在芯片(通常叫系統(tǒng)芯片,，即 soc)內(nèi)部的元件里，包含有一種圖像信號(hào)處理器以及儲(chǔ)存控制器,，可以讓蘋(píng)果為拍照以及儲(chǔ)存照片設(shè)計(jì)功能,，就像 iphone 5s 帶有的連拍模式(burst mode)。 

自主芯片研發(fā)還為蘋(píng)果帶來(lái)一項(xiàng)收益,， 蘋(píng)果的工程師可以與設(shè)計(jì)師進(jìn)行合作,，一起為一些領(lǐng)先幾年的新功能進(jìn)行保密，而不必提前去通知芯片廠商尤其是三星,，因?yàn)樗麄兪翘O(píng)果最主要的芯片代工廠商,。 

毫無(wú)疑問(wèn)，芯片對(duì)蘋(píng)果的重要性,，而 Srouji 卻是在這家全球最能賺錢(qián)的公司里掌握著可能是最重要的部門(mén),。 

▲  A11 Bionic 芯片上自主研發(fā)GPU 

自主設(shè)計(jì)半導(dǎo)體是相當(dāng)冒險(xiǎn)的決定。這種大約僅有郵票大小的微處理器是所有計(jì)算機(jī)設(shè)備中最重要的部件,，但 Srouji 卻說(shuō)這項(xiàng)研究很有趣,，“蘋(píng)果的芯片架構(gòu)師是藝術(shù)家，工程師則是巫師,。如果一位設(shè)計(jì)師說(shuō)‘這很難’,，我就會(huì)首先想到，只要存在理論上的可能性,，就算是很難也是可以實(shí)現(xiàn)的,。” 

Srouji 是以色列人,，加入蘋(píng)果之前曾為英特爾和 ibm 工作,，他體格強(qiáng)壯，為人熱情,，會(huì)說(shuō)一口流利的阿拉伯語(yǔ),、希伯來(lái)語(yǔ)和法語(yǔ)，他的英語(yǔ)帶有一點(diǎn)口音,。如果有哪個(gè)項(xiàng)目與蘋(píng)果相關(guān),，Srouji 的態(tài)度一向都是“困難才是正確的,，因?yàn)楹?jiǎn)單代表著浪費(fèi)時(shí)間”。