越挖越寬的護(hù)城河:Apple在人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)方面的全新布局
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在上周舉行的全球開發(fā)商大會(WWDC)中,Apple發(fā)表了相當(dāng)多的軟硬件設(shè)計;其中有一部分跟增強現(xiàn)實(AR)與機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)的概念相關(guān)。現(xiàn)在,就讓我們來看看Apple的芯片設(shè)計能力、以及這兩個概念之間的潛在關(guān)系。
原來Apple也是處理器大廠
當(dāng)Apple在2013年9月推出64-bit架構(gòu)的A7處理器的時候,整個信息產(chǎn)業(yè)都吃了一驚。根據(jù)某位當(dāng)時在Intel、現(xiàn)在在投資公司服務(wù)的人士指出,Intel在A7推出之前,完全不知道Apple正在自己設(shè)計64-bit芯片。
在那個時候,Apple的競爭廠商和Intel一開始都不認(rèn)為這款處理器能成氣候,只是被Apple這突如其來的舉動搞得措手不及;因為A7處理器的誕生,不僅表示Apple一夜之間就成了行動設(shè)備處理器的主要供貨商,而且更運用了自身優(yōu)異的軟硬件整合能力,為自己構(gòu)筑了投資專家巴菲特所謂的“護(hù)城河”:
在古代,每座城堡的周圍都有一道護(hù)城河;護(hù)城河的寬度越大,城堡防守起來就更輕松。因為護(hù)城河越寬,敵人就越難跨過。
而產(chǎn)業(yè)人士也都知道,Apple旗下?lián)碛凶詈玫男酒O(shè)計團(tuán)隊(即使不是最好,也是之一);此外,該公司最近才禮聘了之前在高通公司(Qualcomm)主管通訊芯片工程部門的Esin Terzioglu。
在借助A7處理器,將整個手機(jī)和平板計算機(jī)軟硬件升級到64-bit架構(gòu)之后,Apple擁有了有如Google的搜索引擎、或是過去獨霸市場的Wintel架構(gòu)(Windows系統(tǒng)加Intel處理器)一般的獨門武器。
而Apple在這次的WWDC之中所揭示的,則是另外一道以AR、ML、以及機(jī)器視覺(MV)所打造出來,即將為該公司爭取到下一波競爭優(yōu)勢的護(hù)城河。
增強現(xiàn)實(AR)工具
在這其中,Apple發(fā)表了讓開發(fā)者將AR內(nèi)容整合進(jìn)App中的“ARKit”程序設(shè)計架構(gòu);介紹影片(如下)中有一些相當(dāng)有趣的段落,例如描述將一位小朋友的房間變成“虛擬故事書”、或是在實體房間中嘗試各種虛擬家具的擺設(shè)方式等等。
有些產(chǎn)業(yè)觀察家指出,其實Apple已經(jīng)擁有最大的“具AR功能裝置”的用戶族群?;蛟SAndroid設(shè)備在數(shù)量上比iPhone和iPad更多,但相關(guān)軟硬件的整合程度則沒有那么緊密。
從競爭的觀點來說,保衛(wèi)Android陣營的城墻是比較“各自為政”的;此外,Android設(shè)備目前只有7%安裝的最新版系統(tǒng),但iOS設(shè)備卻高達(dá)86%,這也是后者的優(yōu)勢之一。
機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)工具
在WWDC中,Apple也發(fā)表了CoreML機(jī)器學(xué)習(xí)程序架構(gòu)、以及將其他ML系統(tǒng)產(chǎn)生“訓(xùn)練模型”(trained model)轉(zhuǎn)換到CoreML上的工具。雖然CoreML在發(fā)表會中沒有ARKit那么炫的展示、而且實際上扮演的也比較像是“幕后功臣”的不起眼角色,但它可以說是未來的Apple系統(tǒng)之中,關(guān)于機(jī)器視覺和自然語言辨識技術(shù)的重要基礎(chǔ)。
從GPU到TPU
在主要處理器之外獨立運作、專用于執(zhí)行特定功能的芯片由來已久,例如早期的浮點運算處理器(FPU)就屬于這類。由于過去的中央處理器效率不夠高,所以在進(jìn)行高精度的工程或科學(xué)運算時,往往因為負(fù)擔(dān)太重而拖累整體運作;于是這類運算專用的FPU就應(yīng)運而生,以便分?jǐn)傊醒胩幚砥鞯墓ぷ髫?fù)荷。
之后,專用于繪圖處理、視覺仿真、甚至游戲的圖形處理器(GPU)問世。隨著需要大量繪圖的軟件普及、用戶對于流暢動畫的需求也越來越高,早期原本只在高級工作站上才看得到的GPU,現(xiàn)在已經(jīng)成為幾乎每一部計算機(jī)、平板、甚至手機(jī)的基本配備。像Nvidia這樣以高性能繪圖芯片為主要產(chǎn)品的公司,也在這一波風(fēng)潮之中名利雙收。
GPU之所以能脫穎而出的原因,在于去除了一般CPU上用于“普通但復(fù)雜”邏輯運算的部份,只保留少數(shù)繪圖專屬的功能、并且盡可能以最快的速度運作;如果要打比方的話,可以想象成把卡車改裝成在軌道上跑:把所有用于一般道路和轉(zhuǎn)向的功能都去掉,讓它可以跑得更快,但改裝過后就只能在軌道上跑,不能在大街小巷中穿梭。
也因為GPU的指令周期更快,所以有些金融單位嘗試建造串連上百個GPU的計算機(jī),來執(zhí)行復(fù)雜的實時預(yù)測模型,以便在進(jìn)行財務(wù)交易時能掌握瞬息萬變的狀況、創(chuàng)造更多優(yōu)勢。
同樣的道理,在需要進(jìn)行復(fù)雜的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、以及相關(guān)的ML與AI(人工智能)運算時,就有人想到也可以利用類似的概念來進(jìn)行;而這個想法的進(jìn)一步延伸,則是Google為了執(zhí)行TensorFlow算法而設(shè)計的TPU(Tensor Processing Unit)人工智能專用處理器。
Google的第二代TPU。
Apple的人工智能處理器
回到傳說中的Apple人工智能處理器。這個消息的來源本身就很有趣:首先刊載相關(guān)報導(dǎo)的Bloomberg.com雖然偶爾會出錯,但基本上預(yù)測的準(zhǔn)確度算是相當(dāng)高的;所以,就讓我們先假設(shè)這個報導(dǎo)的內(nèi)容是沒問題的。
目前暫時被稱為“Apple Neural Engine”(ANE,直譯是「Apple神經(jīng)引擎」)芯片,相當(dāng)符合Apple“為軟件設(shè)計硬件”的傳統(tǒng);就如同計算機(jī)大師Alan Kay曾經(jīng)說過的:
認(rèn)真開發(fā)軟件的公司,也都應(yīng)該開發(fā)自己的硬件。
把WWDC中關(guān)于AR和ML的消息、和傳聞中的ANE芯片拼湊起來,就成了一個符合Apple企業(yè)作風(fēng)、并且用下一代先進(jìn)技術(shù)越挖越寬的護(hù)城河;而這條護(hù)城河,將會是Apple在未來的市場攻防中得以掌握優(yōu)勢的關(guān)鍵之一。