谷歌的自研芯片，能讓 Android 和 iPhone 站在同一起跑線嗎？

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我是創(chuàng)始人李巖：很抱歉！給自己產(chǎn)品做個廣告，點(diǎn)擊進(jìn)來看看。

周一凌晨，Google 在 Twitter 上「毫無預(yù)警」地公布了關(guān)于新一代 Pixel 手機(jī)的信息，并首次放出了關(guān)于首代 Google 自研 SoC——Tensor Chip 的很多好料。

相比于之前已經(jīng)被曝光多次的 Pixel 6 系列，其搭載的 Tensor Chip，在很多程度上都更像是這場 Android 愛好者狂歡中的真正主角，即使距離正式發(fā)布尚有數(shù)月，消息傳出之后，Android 旗艦手機(jī)主要的上游供應(yīng)商——高通的股價應(yīng)聲下跌。

谷歌的自研芯片，能讓 Android 和 iPhone 站在同一起跑線嗎？

即使是 Google CEO Pichai 難掩激動，在社交媒體上表示「這是迄今為止 Pixel 系列最大的創(chuàng)新」。

谷歌的自研芯片，能讓 Android 和 iPhone 站在同一起跑線嗎？

從目前的已知信息中，我們不僅可以找到未來 Pixel 手機(jī)可能的發(fā)展方向，還能看出 Google 對于「Android 手機(jī)怎么造」這件事的獨(dú)特理解。

Tensor Chip 有什么干貨？

即使 Tensor Chip 被 Google 寄予厚望，但它的定位也并非在性能層面擊敗 Pixel 手機(jī)最大的對手——搭載的 A 系列芯片的 iPhone。

恰恰相反，「手機(jī)運(yùn)存 4G 足矣」是 Google 很長一段時間之內(nèi)在制造/設(shè)計自有品牌 Android 手機(jī)時遵循的邏輯，即使是到了最新一代的 Pixel 5 上也只是剛升級到了 8G 運(yùn)存。這是來自 Android 開發(fā)團(tuán)隊眼中的「標(biāo)準(zhǔn)答案」，和國內(nèi) Android 旗艦手機(jī)如今普遍運(yùn)行內(nèi)存 12G/16G，甚至即將突破 20G 的軍備競賽式更新對比，兩種不同解決方案之間區(qū)別，也非常值得思考。

在 Google 的理解中，如今 Android 手機(jī)已經(jīng)跨過了「手機(jī)綜合性能不足」的門檻，下一代手機(jī)需要并非更強(qiáng)的性能、更大的運(yùn)存，但想要繼續(xù)改善如今智能手機(jī)的使用體驗(yàn)，則需要借助各種使用深度學(xué)習(xí)技術(shù)、針對使用場景優(yōu)化的協(xié)處理器來完成。

因此，在過去五年中，Google 不斷在自家 Pixel 系列智能手機(jī)上「試水」，為其搭載各種自研協(xié)處理器：在這份列表上，不僅有用于輔助 Pixel 提升計算攝影照片后期處理速度的 Pixel Visual Core，還有提升智能助理識別本地語音模型效率的 Pixel Neural Core，以及同樣出自 Google 之手的 Titan M 安全芯片。這也讓 Pixel 系列手機(jī)的主板非常特立獨(dú)行：Google 自研的協(xié)處理器，往往會占據(jù)很大一部分的主板面積。

Google Pixel 搭載的各種自研協(xié)處理器

因此在很大程度上，Tensor Chip 早已不是 Google 從零起步打造的芯片項(xiàng)目。在 Tensor Chip 中，Google 終于得以將過去發(fā)布的各種協(xié)處理器，全部整合進(jìn) SoC 中，除了能通過改進(jìn)設(shè)計繼續(xù)挖掘性能之外，Google 也有機(jī)會塞進(jìn)更多重量級的「私貨」。

在 Google 的計劃中，自研 SoC 其中一個重要目的就是進(jìn)一步推動 Google 旗下各種 AI / 機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，借助算力更強(qiáng)悍的移動端硬件，走出實(shí)驗(yàn)室，來到普通用戶的實(shí)際使用中。通過實(shí)際運(yùn)用獲得更多可供訓(xùn)練 AI 的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步推動 AI 的實(shí)用化。

當(dāng)然，想讓這些平時在超級計算機(jī)上運(yùn)行的各種技術(shù)，很難在普通的智能手機(jī)上正常運(yùn)行，對應(yīng)的算力提升必不可少——要是能直接把實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行環(huán)境直接塞到智能手機(jī)中，那當(dāng)然是最好。

于是 Google 真的這么做了。

除了各種協(xié)處理器，Tensor Chip 相比于現(xiàn)有其他 SoC 最大的區(qū)別其實(shí)在于：它加入了 Google 針對移動設(shè)備定制的 TPU 處理單元，這是 Google Cloud 云服務(wù)團(tuán)隊針對機(jī)器學(xué)習(xí)加速設(shè)計的專用芯片，在推出針對 Pixel 6 的定制版之前，TPU 已經(jīng)在過去五年內(nèi)迭代了四個版本，最新的 V4 版本一個 Pod 的算力就可達(dá) 1 exaFlOP，是目前世界第一超算「富岳」算力的兩倍。

Google 在 I/O 21 主題演講發(fā)布的最新版本 TPU v4

從命名方式上，我們也能看出 Tensor Chip 與 TPU（全稱為 Tensor Processing Units）之間密不可分的聯(lián)系：雖然針對移動平臺研發(fā)的的 Tensor Chip 算力當(dāng)然無法與針對服務(wù)器場景的 TPU 同日而語，但毫無疑問，Google 想借此類「跨界硬件」，進(jìn)一步挖掘自家 AI 技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用場景的潛力。

計算攝影再進(jìn)一步

說起機(jī)器學(xué)習(xí)，目前其中一個重要應(yīng)用場景便是手機(jī)計算攝影：熟悉 Android 手機(jī)攝影發(fā)展的朋友一定對 Google 相機(jī)在手機(jī)攝影領(lǐng)域的開拓性地位不會陌生；雖然離初代 Pixel 發(fā)布已經(jīng)過去了五年，但 Google 借此開啟的手機(jī)「計算攝影」浪潮，時至今日仍然是手機(jī)攝影技術(shù)的主流發(fā)展方向。

在 2016 年憑借驚艷的成像效果登頂 DxOMark 榜單的初代 Pixel

目前，手機(jī)計算攝影目前面臨的一個問題是：即使 Android 旗艦手機(jī)如今「性能過剩」已經(jīng)是老生常談的話題，但在計算攝影所需的算力面前，現(xiàn)有的手機(jī) GPU 算力捉襟見肘仍是常態(tài)：在拍照處理照片的過程中，其他在后臺運(yùn)行的應(yīng)用進(jìn)程被「殺掉」或是感受到明顯卡頓，即使是 2021 年的旗艦手機(jī)也很難完全避免。

隨著專用 TPU 單元加入，Google 也號稱 Pixel 6 將會給手機(jī)攝影領(lǐng)域帶來「全新體驗(yàn)」：除了 Google 副總裁&硬件主管 Rick Osterloh 在 Blog 文章中有所暗示，在面向媒體發(fā)布樣張的展示環(huán)節(jié)，Google 也討論了 Pixel 6 借助更強(qiáng)算力能拓展的更多使用場景：比如把因?yàn)榭焖僖苿訉?dǎo)致模糊的人像照片「搶救」回來，以及讓視頻在不同的光線環(huán)境下保持最自然的白平衡等玩法。

雖然我們尚未看到任何來自 Pixel 6 的實(shí)際樣張，但從已經(jīng)看過樣張的 The Verge 編輯評價來看，Pixel 6 拍攝 4K HDR 視頻在與 Pixel 5 以及 iPhone 12 Pro Max 對比中最自然，沒有太多過度銳化痕跡。

諸如此類「將物理問題轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)問題」，再通過機(jī)器學(xué)習(xí)構(gòu)建模型來解決，一直是 Pixel 計算攝影的研發(fā)方向；這里也能理解為什么 Pixel 系列相機(jī)模組「三代同堂」采用同款主攝：這在 Google 研發(fā)團(tuán)隊看來根本不是問題，如果貿(mào)然更換主攝模組，則需要重新采集大量數(shù)據(jù)來訓(xùn)練模型，效果反而可能不如人意；而有了更強(qiáng)的 AI 算力，這些問題都能迎刃而解。

五年 Android 版本更新

除了協(xié)處理器集成以及給 Pixel 系列帶來的更多 AI 應(yīng)用場景之外，另一個隨之而來的改變，則是 Pixel 6 有機(jī)會成為 Android 陣營中首款支持五年系統(tǒng)版本更新的手機(jī)。

由于目前絕大部分 Android 旗艦手機(jī)搭載的都是高通驍龍 SoC，手機(jī)廠商如果想給自家手機(jī)升級在高通官方支持之外的 Android 版本，則需要與高通合作開發(fā)，隨之投入的開發(fā)成本與人力，是導(dǎo)致很多手機(jī)廠商早早就為自家旗艦手機(jī)放棄 Android 版本更新迭代的主要原因；因此 Android 手機(jī)的底層系統(tǒng)更新一直很難做到與 iPhone 相當(dāng)?shù)能浖聣勖?/p>

雖然從高通驍龍 888 開始，高通開始支持 Google 主導(dǎo)發(fā)起的 Project Mainline 計劃，號稱要給所有搭載高通 888 的旗艦手機(jī)「四年系統(tǒng)版本更新」，但考慮到手機(jī)研發(fā)、量產(chǎn)再到最終發(fā)布上市這一流程所花費(fèi)的時間，實(shí)際上普通用戶能體驗(yàn)到的，仍然是最多三年的 Android 版本更新。

如今，也只有三星、一加等少數(shù)手機(jī)品牌曾公開宣布過，旗下的旗艦手機(jī)能夠獲得四年 Android 系統(tǒng)版本更新以及安全更新。在這一點(diǎn)上，采用自研 SoC 的 Pixel 6 在這一環(huán)節(jié)上的阻力自然會減少很多。Pixel 6 用戶有希望一直更新到五年之后的 Android 17。

即使 Google 高管已經(jīng)表示 Pixel 6 系列的售價將會「很高端」，但如果 Google 能借此，在 Android 系統(tǒng)更新這一環(huán)上邁出新的一步，從 Android 手機(jī)使用壽命入手，讓手機(jī)活得更久，用得更舒服，實(shí)際上也降低了用戶的換機(jī)成本，同時跟隨最新的安全補(bǔ)丁更新也能確保了手機(jī)系統(tǒng)的安全，降低手機(jī)因?yàn)橄到y(tǒng)漏洞被攻擊的風(fēng)險。

Google 想要打造的 Android 手機(jī)

從發(fā)布初代自有品牌 Android 手機(jī)——Nexus One 以來，Google 制造 Android 手機(jī)已經(jīng)經(jīng)歷了十一年，但直到 Tensor Chip 正式發(fā)布，Google 才稱得上正式與來自蘋果的 iPhone 站在了同一起跑線。

2010 年，初代 Nexus One 發(fā)布｜ Google Blog

多年以來，這一特征在 Pixel 系列的產(chǎn)品定位以及宣傳上變得愈發(fā)明顯：即使 Google 直接負(fù)責(zé) Android 版本更新迭代，Pixel 也因?yàn)榭焖俑哔|(zhì)量的原生 Android 更新而被手機(jī)愛好者津津樂道，但 Google 對于打造自己認(rèn)為的 Android 手機(jī)這件事，一直有著更大的野心。

在 Pixel 6 公布同時發(fā)布 Google Blog 文章中，「利用 Google 最強(qiáng)大的前沿技術(shù)，帶來高度個性化的體驗(yàn)」是多次出現(xiàn)的一個觀點(diǎn)，現(xiàn)實(shí)也的確如此：拋開「親兒子」標(biāo)簽，Pixel 智能手機(jī)最閃光的部分，是能即時迅速地將語音轉(zhuǎn)為文本，并自動識別語言類型的錄音 App、也是曾在 I/O 大會上驚艷全場的離線語音識別模型、抑或是利用海量數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型實(shí)現(xiàn)的「人像光」（Portrait Light）。這些都是過去留給 Android 愛好者印象深刻的存在。