google认为的“下一代 android 手机”已经呼之欲出。
周一凌晨,google 在 twitter 上“毫无预警”地公布了关于新一代 pixel 手机的信息,并首次放出了关于首代 google 自研 soc——tensor chip 的很多好料。
相比于之前已经被曝光多次的 pixel 6 系列,其搭载的 tensor chip,在很多程度上都更像是这场 android 爱好者狂欢中的真正主角,即使距离正式发布尚有数月,消息传出之后,android 旗舰手机主要的上游供应商——高通的股价应声下跌。
即使是 google ceo pichai 难掩激动,在社交媒体上表示“这是迄今为止 pixel 系列最大的创新”。
从目前的已知信息中,我们不仅可以找到未来 pixel 手机可能的发展方向,还能看出 google 对于“android 手机怎么造”这件事的独特理解。
tensor chip 有什么干货?
即使 tensor chip 被 google 寄予厚望,但它的定位也并非在性能层面击败 pixel 手机最大的对手——搭载的 a 系列芯片的 iphone。
恰恰相反,“手机运存 4g 足矣”是 google 很长一段时间之内在制造/设计自有品牌 android 手机时遵循的逻辑,即使是到了最新一代的 pixel 5 上也只是刚升级到了 8g 运存。这是来自 android 开发团队眼中的“标准答案”,和国内 android 旗舰手机如今普遍运行内存 12g/16g,甚至即将突破 20g 的军备竞赛式更新对比,两种不同kb88凯时官网登录的解决方案之间区别,也非常值得思考。
在 google 的理解中,如今 android 手机已经跨过了“手机综合性能不足”的门槛,下一代手机需要并非更强的性能、更大的运存,但想要继续改善如今智能手机的使用体验,则需要借助各种使用深度学习技术、针对使用场景优化的协处理器来完成。
因此,在过去五年中,google 不断在自家 pixel 系列智能手机上“试水”,为其搭载各种自研协处理器:在这份列表上,不仅有用于辅助 pixel 提升计算摄影照片后期处理速度的 pixel visual core,还有提升智能助理识别本地语音模型效率的 pixel neural core,以及同样出自 google 之手的 titan m 安全芯片。这也让 pixel 系列手机的主板非常特立独行:google 自研的协处理器,往往会占据很大一部分的主板面积。
google pixel 搭载的各种自研协处理器
因此在很大程度上,tensor chip 早已不是 google 从零起步打造的芯片项目。在 tensor chip 中,google 终于得以将过去发布的各种协处理器,全部整合进 soc 中,除了能通过改进设计继续挖掘性能之外,google 也有机会塞进更多重量级的“私货”。
在 google 的计划中,自研 soc 其中一个重要目的就是进一步推动 google 旗下各种 ai / 机器学习技术,借助算力更强悍的移动端硬件,走出实验室,来到普通用户的实际使用中。通过实际运用获得更多可供训练 ai 的数据,进一步推动 ai 的实用化。
当然,想让这些平时在超级计算机上运行的各种技术,很难在普通的智能手机上正常运行,对应的算力提升必不可少——要是能直接把实验室的运行环境直接塞到智能手机中,那当然是最好。
于是 google 真的这么做了。
除了各种协处理器,tensor chip 相比于现有其他 soc 最大的区别其实在于:它加入了 google 针对移动设备定制的 tpu 处理单元,这是 google cloud 云服务团队针对机器学习加速设计的专用芯片,在推出针对 pixel 6 的定制版之前,tpu 已经在过去五年内迭代了四个版本,最新的 v4 版本一个 pod 的算力就可达 1 exaflop,是目前世界第一超算“富岳”算力的两倍。
google 在 i/o 21 主题演讲发布的最新版本 tpu v4
从命名方式上,我们也能看出 tensor chip 与 tpu(全称为 tensor processing units)之间密不可分的联系:虽然针对移动平台研发的的 tensor chip 算力当然无法与针对场景的 tpu 同日而语,但毫无疑问,google 想借此类“跨界硬件”,进一步挖掘自家 ai 技术在实际应用场景的潜力。
计算摄影再进一步
说起机器学习,目前其中一个重要应用场景便是手机计算摄影:熟悉 android 手机摄影发展的朋友一定对 google 相机在手机摄影领域的开拓性地位不会陌生;虽然离初代 pixel 发布已经过去了五年,但 google 借此开启的手机“计算摄影”浪潮,时至今日仍然是手机摄影技术的主流发展方向。
在 2016 年凭借惊艳的成像效果登顶 dxomark 榜单的初代 pixel
目前,手机计算摄影目前面临的一个问题是:即使 android 旗舰手机如今“性能过剩”已经是老生常谈的话题,但在计算摄影所需的算力面前,现有的手机 gpu 算力捉襟见肘仍是常态:在拍照处理照片的过程中,其他在后台运行的应用进程被“杀掉”或是感受到明显卡顿,即使是 2021 年的旗舰手机也很难完全避免。
随着专用 tpu 单元加入,google 也号称 pixel 6 将会给手机摄影领域带来“全新体验”:除了 google 副总裁&硬件主管 rick osterloh 在 blog 文章 中有所暗示,在面向媒体发布样张的展示环节,google 也讨论了 pixel 6 借助更强算力能拓展的更多使用场景:比如把因为快速移动导致模糊的人像照片“抢救”回来,以及让视频在不同的光线环境下保持最自然的白平衡等玩法。
虽然我们尚未看到任何来自 pixel 6 的实际样张,但从已经看过样张的 the verge 编辑评价来看,pixel 6 拍摄 4k hdr 视频在与 pixel 5 以及 iphone 12 pro max 对比中最自然,没有太多过度锐化痕迹。
诸如此类“将物理问题转换为数据问题”,再通过机器学习构建模型来解决,一直是 pixel 计算摄影的研发方向;这里也能理解为什么 pixel 系列相机模组“三代同堂”采用同款主摄:这在 google 研发团队看来根本不是问题,如果贸然更换主摄模组,则需要重新采集大量数据来训练模型,效果反而可能不如人意;而有了更强的 ai 算力,这些问题都能迎刃而解。
五年 android 版本更新
除了协处理器集成以及给 pixel 系列带来的更多 ai 应用场景之外,另一个随之而来的改变,则是 pixel 6 有机会成为 android 阵营中首款支持五年系统版本更新的手机。
由于目前绝大部分 android 旗舰手机搭载的都是高通骁龙 soc,手机厂商如果想给自家手机升级在高通官方支持之外的 android 版本,则需要与高通合作开发,随之投入的开发成本与人力,是导致很多手机厂商早早就为自家旗舰手机放弃 android 版本更新迭代的主要原因;因此 android 手机的底层系统更新一直很难做到与 iphone 相当的更新寿命。
虽然从高通骁龙 888 开始,高通开始支持 google 主导发起的 project mainline 计划,号称要给所有搭载高通 888 的旗舰手机“四年系统版本更新”,但考虑到手机研发、量产再到最终发布上市这一流程所花费的时间,实际上普通用户能体验到的,仍然是最多三年的 android 版本更新。
如今,也只有三星、一加等少数手机品牌曾公开宣布过,旗下的旗舰手机能够获得四年 android 系统版本更新以及安全更新。在这一点上,采用自研 soc 的 pixel 6 在这一环节上的阻力自然会减少很多。pixel 6 用户有希望一直更新到五年之后的 android 17。
即使 google 高管已经表示 pixel 6 系列的售价将会“很高端”,但如果 google 能借此,在 android 系统更新这一环上迈出新的一步,从 android 手机使用寿命入手,让手机活得更久,用得更舒服,实际上也降低了用户的换机成本,同时跟随最新的安全补丁更新也能确保了手机系统的安全,降低手机因为系统漏洞被攻击的风险。
google 想要打造的 android 手机
从发布初代自有品牌 android 手机——nexus one 以来,google 制造 android 手机已经经历了十一年,但直到 tensor chip 正式发布,google 才称得上正式与来自苹果的 iphone 站在了同一起跑线。
2010 年,初代 nexus one 发布 | google blog
多年以来,这一特征在 pixel 系列的产品定位以及宣传上变得愈发明显:即使 google 直接负责 android 版本更新迭代,pixel 也因为快速高质量的原生 android 更新而被手机爱好者津津乐道,但 google 对于打造自己认为的 android 手机这件事,一直有着更大的野心。
在 pixel 6 公布同时发布 google blog 文章中,“利用 google 最强大的前沿技术,带来高度个性化的体验”是多次出现的一个观点,现实也的确如此:抛开“亲儿子”标签,pixel 智能手机最闪光的部分,是能即时迅速地将语音转为文本,并自动识别语言类型的录音 app、也是曾在 i/o 大会上惊艳全场的离线语音识别模型、抑或是利用海量数据训练模型实现的“人像光”(portrait light)。这些都是过去留给 android 爱好者印象深刻的存在。
google pixel 支持后期手动补光的“人像光”功能
距离 google 在本季度正式发布 pixel 6 系列还有一段时间,或许,在实际上手体验之前我们都无法对这款自研 soc 做出更多客观的评价,但它所展示出的“google 认为的 android 手机”已经近在眼前。
对于其他 android 手机厂商来讲,pixel 作为先行者在这些领域的探索,如果能收到来自用户的热烈反馈,自然不乏跟随者出现,带动更多厂商跟进这些特性。就像初代 pixel 发布所带来的手机计算摄影变革一样。
或许有一天,当你拿到新的 android 手机时,这些都已经是能实打实提升使用体验的标准配置。