當(dāng)軟件的進(jìn)步超過硬件的進(jìn)步時(shí)怎么辦？您只需開始構(gòu)建自己的硬件。 

 

谷歌周一表示，其下一款旗艦手機(jī)——Pixel6 和 Pixel 6 Pro 將于今年秋季推出——這些新設(shè)備將由一款名為Tensor 的定制處理器提供動(dòng)力。

 

谷歌指出，這顆芯片是公司芯片專家在過去四年中與機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能專家共同設(shè)計(jì)的成果，它專為即將推出的 Pixel 手機(jī)中的所有基于 Android 的魔法而打造。

 

這個(gè)芯片的發(fā)布，非常契合當(dāng)今科技行業(yè)巨頭越來(lái)越熱衷為其手機(jī)、筆記本電腦和其他小工具打造定制化處理器的趨勢(shì)。

 

根據(jù)谷歌硬件主管 RickOsterloh 的說(shuō)法，該公司已經(jīng)達(dá)到了用其他公司芯片構(gòu)建的極限。“問題總是歸結(jié)為硬件能力，”Osterloh 說(shuō)。“你真的能夠進(jìn)行必要的處理來(lái)真正運(yùn)行復(fù)雜的高級(jí) AI 模型嗎？毫無(wú)疑問，使用現(xiàn)成的技術(shù)會(huì)遇到不同的限制。所以幾年前，我們就決定，如果我們要真正為未來(lái)創(chuàng)新，我們將需要建立自己的系統(tǒng)。”

 

當(dāng)Osterloh 說(shuō)“幾年前”時(shí)，他指的是谷歌在 2016 年發(fā)布的第一款計(jì)算機(jī)芯片。谷歌將這個(gè)名為張量處理單元 (TPU) 的芯片稱為對(duì)公司開源機(jī)器學(xué)習(xí)平臺(tái) TensorFlow 的致敬。這些 TPU 是專用芯片，旨在支持機(jī)器學(xué)習(xí)。但它們也是為大型數(shù)據(jù)中心內(nèi)的 AI 服務(wù)器而構(gòu)建的。

 

新推出的 Tensor 芯片則將就在您手中或口袋中的 Pixel 設(shè)備中出現(xiàn)——至少，在10 月份上市的Pixel 6 手機(jī)上都會(huì)如此。 

 

“我們之所以用這個(gè)名字，其目的是希望能夠借助它，在移動(dòng)設(shè)備上真正有效地運(yùn)行 TensorFlow，”Osterloh 說(shuō)。通過構(gòu)建自己的定制移動(dòng)芯片，谷歌不僅在其手機(jī)上使用了 Google-y 人工智能；他們加入了蘋果和三星的行列，這兩家公司都為他們的頂級(jí)消費(fèi)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)了定制芯片。

 

他們也正在深入芯片供應(yīng)鏈的復(fù)雜世界（同時(shí)仍與芯片制造商高通為其低端Pixel 手機(jī)保持關(guān)系，至少目前如此）。在全球芯片短缺的情況下，他們做得很好。 

新款 Pixel 6 背面的攝像頭模塊將于10 月上市。照片：谷歌

 

幾年來(lái)，谷歌一直在生產(chǎn)一些最好的智能手機(jī)相機(jī)，它在強(qiáng)大的機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能模型的幫助下做到了這一點(diǎn)——也就是所謂的計(jì)算攝影，而不是將更大的相機(jī)傳感器塞進(jìn)手機(jī)。 

 

像這樣的軟件特權(quán)應(yīng)該可以讓Pixel 手機(jī)從眾多其他 Android 手機(jī)中脫穎而出，即使谷歌并沒有銷售那么多的Pixel 。Pixel可能不是最快的手機(jī)，但 Pixel 可以篩選來(lái)電以查看它是否是機(jī)器人電話，被動(dòng)地識(shí)別咖啡店正在播放的音樂，并在 Instagram 上實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)錄視頻，即使你離線。

 

到目前為止，Pixel 手機(jī)一直由高通處理器驅(qū)動(dòng)，該處理器為在美國(guó)銷售的大多數(shù)（非蘋果）手機(jī)賦能。谷歌新的 Tensor 芯片仍然基于與高通和其他移動(dòng)處理器相同的 ARM 架構(gòu)，因此客戶無(wú)需擔(dān)心會(huì)失去與現(xiàn)代應(yīng)用程序或任何類型的兼容性。Osterloh 表示，谷歌的低端 Pixel 手機(jī)（如即將推出的 Pixel 5A）仍將使用高通驍龍芯片。 

 

但通過設(shè)計(jì)自己的芯片，谷歌能夠更好地優(yōu)化其硬件和軟件——這正是蘋果開發(fā)自己的處理器而不是在 Mac上依賴英特爾芯片的原因。它足夠強(qiáng)大，可以在設(shè)備上處理密集的 AI 和 ML 模型（無(wú)需依賴遠(yuǎn)程云服務(wù)器）。Osterloh 沒有透露具體是誰(shuí)在制造 Tensor，但他說(shuō)：“我們?cè)O(shè)計(jì)、擁有并驅(qū)動(dòng)它。這是我們的芯片。”

 

這對(duì)下一波Picel浪潮究竟意味著什么？Osterloh 表示，目前幾乎所有由 AI 和機(jī)器學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的 Pixel 功能（例如相機(jī)應(yīng)用程序中的夜視或人像模式）都會(huì)在使用更少計(jì)算資源的情況下變得更好。但它也將實(shí)現(xiàn)以前不可能實(shí)現(xiàn)的功能。

 

他的第一個(gè)例子是谷歌工程師的孩子在室內(nèi)對(duì)著相機(jī)揮手拍下的照片。它是使用 Pixel 6 Pro 拍攝的，但禁用了所有 AI 和 ML 功能。燈光不是很好，孩子在動(dòng)，拿著相機(jī)的人也在動(dòng)，這就是為什么孩子的臉和手波模糊的原因。Osterloh 然后將其與打開 AI 和 ML 模型時(shí)拍攝的照片進(jìn)行了比較。孩子的面部特征變得更加清晰。“我們想要做的是讓用戶了解他們的意圖并捕捉這個(gè)非常有趣的時(shí)刻，”他說(shuō)。

 

為了達(dá)到這個(gè)效果，Pixel 會(huì)從主傳感器拍攝一張正常曝光的照片，然后從超廣角相機(jī)拍攝一張快速曝光的照片。它結(jié)合了兩者，因此可以從超寬但準(zhǔn)確的色彩和來(lái)自主傳感器的噪聲中獲得清晰度。然后，Tensor 芯片會(huì)校正運(yùn)動(dòng)——拍攝對(duì)象的手波，以及由攝影師的手引起的相機(jī)抖動(dòng)。它還運(yùn)行人臉檢測(cè)模型，以識(shí)別并確保拍攝對(duì)象的臉部?jī)?yōu)先對(duì)焦。

 

“這是通過一系列實(shí)時(shí)并行運(yùn)行的不同復(fù)雜機(jī)器學(xué)習(xí)模型完成的，一次融合來(lái)自多個(gè)不同傳感器的圖像，”Osterloh 說(shuō)。“這就是我們想要用 Tensor 做的事情，這就是它使之成為可能的原因。” Pixel 相機(jī)足夠聰明，知道它并不總是需要對(duì)每張照片都使用兩個(gè)傳感器，只是在面臨挑戰(zhàn)時(shí)才這樣做。

 

另一個(gè)需要改進(jìn)的領(lǐng)域是視頻質(zhì)量。與靜態(tài)攝影能力相比，Pixel 手機(jī)因其視頻性能低下而受到批評(píng)。

 

“在視頻上運(yùn)行許多相同的算法和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)真的很難，因?yàn)橛刑嗟奶幚戆l(fā)生，”Osterloh 說(shuō)。“我們真的能力有限，過去無(wú)法進(jìn)行任何這種轉(zhuǎn)變，但有了 Pixel 6，我們就做到了。有了 Tensor，我們就做到了。”

 

Osterloh 展示了三款手機(jī)拍攝的視頻對(duì)比：iPhone 12 Pro Max、Pixel 6 Pro 和 Pixel 5。拍攝對(duì)象是日落時(shí)分的湖邊田野，這是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的場(chǎng)景，將測(cè)試任何手機(jī)的 HDR 功能。Pixel 5 的視頻有一個(gè)過于明亮的太陽(yáng)，草太綠了，而不是你期望從日落中獲得的更逼真的金黃色調(diào)。

 

iPhone 12 Pro Max 的剪輯更接近您在現(xiàn)實(shí)生活中看到的內(nèi)容，但在某些區(qū)域它被洗掉了，并且附近帳篷的白平衡關(guān)閉了。Pixel 6 Pro 的鏡頭提供了逼真的陰影，同時(shí)保持了您希望在這種場(chǎng)景中看到的自然色彩。

 

這是一項(xiàng)受控測(cè)試，因此很難確切地說(shuō)這些新 Pixel 的視頻質(zhì)量會(huì)好多少。例如，Osterloh 沒有任何剪輯來(lái)展示 iPhone 擅長(zhǎng)的 Pixel 的視頻穩(wěn)定性。不過，在簡(jiǎn)短的演示中，Pixel 6 似乎比在 Pixel 5上捕獲的視頻更清晰，色彩更準(zhǔn)確.

 

除了提高相機(jī)性能外，Tensor 芯片還會(huì)影響 Pixel 的所有其他部分。谷歌表示，隨著該公司Titan M 安全協(xié)處理器的更新版本與 Tensor 芯片一起運(yùn)行，新手機(jī)的安全性將會(huì)得到改進(jìn)。（該公司表示，它計(jì)劃在 Pixel 發(fā)布前后發(fā)布包含更多安全相關(guān)細(xì)節(jié)的白皮書。）

 

Osterloh 展示的另外兩個(gè)與 Tensor 相關(guān)的更新與 Live Transcribe 相關(guān)的應(yīng)用，它可以即時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)錄視頻，以及谷歌鍵盤應(yīng)用程序 Gboard 中的語(yǔ)音聽寫。

 

在設(shè)備上實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)錄視頻通常需要強(qiáng)大的計(jì)算能力。借助 Tensor，Pixel 6 手機(jī)能夠同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯，法國(guó)主持人的視頻證明了這一點(diǎn)，該視頻在屏幕底部將 Pixel 文字轉(zhuǎn)換為英語(yǔ)。（翻譯是否準(zhǔn)確，我不能說(shuō)。）這也對(duì)電池壽命有影響：Osterloh說(shuō)，與 Pixel 5 一樣，它的功耗約為 50%。

 

通過 Gboard 的語(yǔ)音聽寫，Osterloh 與 Pixel 交談以編寫和發(fā)送消息。聽寫很快，雖然最初漏掉了一個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，但在 Osterloh 說(shuō)完之后又補(bǔ)上了，因?yàn)樗斫饬苏麄€(gè)段落的上下文。您也可以說(shuō)“清除”或“發(fā)送”來(lái)刪除或發(fā)送信息；該軟件會(huì)理解您的語(yǔ)氣和意圖，因此它會(huì)知道什么時(shí)候是命令而不是句子中的單詞。

 

谷歌對(duì)其 Tensor 軟件功能的重大展示與典型的智能手機(jī)發(fā)布不同：傳統(tǒng)的做法通常是首先展示的是閃亮的新硬件，然后是對(duì)手機(jī)功能的更深入了解。然而谷歌在這次發(fā)布上并沒公布Pixel 6 的硬件規(guī)格。 

 

在寫本文的時(shí)候，Osterloh 提供了 Pixel 6 和 Pixel 6 Pro 來(lái)展示所有這些改進(jìn)。很明顯，這兩款新手機(jī)共享相同的超廣角攝像頭和主傳感器，可以比 Pixel 5 多收集 150% 的光線，從而實(shí)現(xiàn)更明亮、更清晰的低光圖像。不過，Pro 是更大的手機(jī)，它還有一個(gè)額外的 4 倍光學(xué)長(zhǎng)焦相機(jī)鏡頭。

 

不過，這款手機(jī)的外部設(shè)計(jì)已經(jīng)徹底改造。所有的攝像頭都位于橫跨整個(gè)手機(jī)背面的粗水平條中，而不是標(biāo)準(zhǔn)的左對(duì)齊攝像頭凸塊。有多種顏色可供選擇，相機(jī)條上方的頂部采用強(qiáng)調(diào)色，模仿原始 Pixel 的雙色調(diào)設(shè)計(jì)。

 

“如果我們要徹底改變引擎蓋下的東西，我們也應(yīng)該真正改變產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，”Osterloh 說(shuō)。“Pixel 一直以攝影著稱，這讓這一點(diǎn)變得非常清楚。”

 

除了中央安裝的自拍相機(jī)和顯示屏指紋掃描儀之外，谷歌并沒有分享關(guān)于 Pixel 的太多其他硬件信息。Osterloh 表示，該公司將在秋季接近 Pixel 6 正式發(fā)布時(shí)進(jìn)行更詳細(xì)的介紹。他也沒有分享新手機(jī)或即將推出的 Pixel5A 的定價(jià)——預(yù)計(jì) Pixel 5A 會(huì)比旗艦機(jī)型便宜。 

 

Osterloh 表示，谷歌仍計(jì)劃像過去幾年那樣為較舊的 Pixels 帶來(lái)一些新功能，但它仍然取決于硬件是否能夠處理它。更積極的消息是，Pixel6 系列可能會(huì)獲得更長(zhǎng)的軟件支持。像三星這樣的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手正在提供四年的安全更新和三個(gè) Android 操作系統(tǒng)升級(jí)，但谷歌卻一直堅(jiān)持三年的支持。

 

Osterloh 說(shuō)：“我們正在研究我們的最終數(shù)字，我們肯定看到了擴(kuò)展它的可能性，所以我們對(duì)此感到很興奮。”

 

谷歌對(duì)自有芯片的投資突顯了該公司對(duì)消費(fèi)硬件的承諾，盡管谷歌在全球智能手機(jī)市場(chǎng)的份額仍僅為個(gè)位數(shù)。Osterloh 表示，隨著時(shí)間的推移，Tensor 芯片可能會(huì)出現(xiàn)在其他消費(fèi)設(shè)備中，這將有助于其攤銷在 TPU 上的投資成本。 

 

Moor Insights & Strategy 的高級(jí)分析師 Anshel Sag 表示：“構(gòu)建自己的芯片只能在您可以擴(kuò)展的情況下持續(xù)，并且在競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中需要大量的人力來(lái)維持這一點(diǎn)。” “這就是為什么 Apple 在 iPhone、iPad 和 Mac 上構(gòu)建其芯片，并在如此多的型號(hào)上分?jǐn)傔@些芯片。” 

 

那么，Tensor 與蘋果公司的仿生芯片相比如何，蘋果公司喜歡吹捧其為性能王者？Osterloh 還沒有準(zhǔn)備好分享新谷歌芯片的基準(zhǔn)測(cè)試。Sag 說(shuō)，他認(rèn)為谷歌很難在移動(dòng)芯片上完成一些尚未完成的事情。“我認(rèn)為谷歌不會(huì)立即超越 Apple 的團(tuán)隊(duì)，因?yàn)?Apple 在芯片方面取得了多代成功，”Sag 說(shuō)。

 

不過，谷歌智能手機(jī)業(yè)務(wù)的一個(gè)可能對(duì)其有利的因素是其手機(jī)銷量相對(duì)較低。全球?qū)Π雽?dǎo)體的緊縮預(yù)計(jì)將持續(xù)數(shù)月，并影響從汽車出貨量到家用電器再到小工具的方方面面。Sag 表示，如果谷歌今年推出這種片上系統(tǒng)，該公司可能在大約兩年前訂購(gòu)了晶圓，并且?guī)缀蹩梢钥隙ㄋ麄円呀?jīng)就他們預(yù)計(jì)銷售的手機(jī)數(shù)量進(jìn)行了談判。“這并不多，”Sag總結(jié)道。 

 

“現(xiàn)在半導(dǎo)體中的幾乎所有東西都受到限制，”Osterloh 說(shuō)。“對(duì)于這個(gè)特定的芯片，我們有很多控制權(quán)，我們認(rèn)為 Pixel 6 系列不會(huì)受到限制。所以這是積極的。但是”產(chǎn)品中的半導(dǎo)體如此之多，就像在每個(gè)電子產(chǎn)品中一樣，這絕對(duì)是一個(gè)難題。今年肯定影響了我們。”