人工智能CPU和没有人工智能的CPU在体验上有什么差别?

王世光5


想题主的问题是问有没有NPU对于一个SoC的影响吧?

因为首先,CPU只是中央处理器,它只是一个处理元件,而人工智能是一个算法,是在CPU上层的软件层面的东西,两者不存在是否包含的关系,所以不会有有没有这种事情发生。另外,人工智能说白了也就只是重复性大数据推算的一种算法,一般CPU都是可以支持的,只是CPU算力不同会导致算法的性能不同,算法对CPU的负荷不同,就会导致诸如发热等问题,但这就是题外话了,只要有CPU,一般来说就都可以进行目前来说的AI运算。

另外,现在几乎没有单纯设计CPU的,都是直接设计SoC,SoC里面必然会有GPU,所以没有必要把AI的计算任务交给CPU,GPU对于这种问题的处理要来得更熟练和快速,更适合进行这种重复性计算。所以只要是搭在了SoC的设备,理论上都可以进行AI运算,唯一的限制可能就是算力实在太差,支撑不住,会发热、卡顿等,那就是硬件性能问题了。

而NPU是一种ASIC,它无法执行GPU的图形渲染工作,也无法执行CPU的指令集功能,NPU所能做的,就会被特化过的神经网络计算。NPU的设计思路和CPU和GPU都不相同,它对于神经网络如CNN、DNN等和机器学习模型的支持十分全面,运算起来速度快、效率高,而且功耗很小,在SoC中集成NPU可以极大地提高AI的运算效率和性能,所以现在的SoC基本上都会集成一个NPU在里面,来完成可能需要的AI计算任务。


榻榻米的榻榻


这里拿华为海思麒麟970SOC集成的神经元网络单元 寒武纪 1A NPU来举例。

有部分用户以为寒武纪也是华为海思的一款处理器产品名称,其实不是的,寒武纪科技是有着中科院背景的AI创业公司,投资方来自国投创业、阿里巴巴、爱国想等,目前是国内首屈一指的AI芯片产品企业。华为仅仅是向寒武纪购买IP授权的合作关系。

寒武纪1A这款NPU也叫深度神经元网络处理器。大概意思就是在计算机里面使用虚拟的神经元和突触把它们联结在一起,构成多层次性人工神经元网络。如果对这点比较疑惑,你可以想象一下计算机广域网网络,分布在世界各地的计算机也是跟蜘蛛网一样各处联结,这个蜘蛛网里面的每个结点都拥有自己的计算能力。

寒武纪1A这款处理器基于国际首个AI专用指令集,是具有完全自主知识产权的AI芯片产品。由于指令集和芯片设计特性,处理器在计算机视觉(视频)、语音识别、自然语言处理拥有非常高的通用性和效能比。

这款1A处理器在1GHz的频率下理论峰值半精度浮点运算可以达到5120亿次每秒。在稀疏化神经网络计算理论上最高可以达到2万亿次每秒的浮点运算。同时支持八位定点运算和一位权重。

在人工智能的测试中,寒武纪1A可以达到麒麟960的4个A73大核的25倍以上性能和50倍以上的能效,所以这款处理器在华为海思麒麟970中达到非常不俗的AI处理能力。

不过这样的描述似乎不是很清晰,那么在麒麟970里边用户能从具体上看到的最直观的表现是怎样的?

在华为的每分钟图片识别测试里,麒麟970三U上阵可以做到每分钟识别2005张照片,而三星835的CPU则只能识别95张照片,I7P的双U齐上阵仅能识别487张图片。

上面说了,NPU在手机中处理图像和视频能达到CPU+GPU难以企及的优势。当然并不是说CPU和GPU就废了,因为这三种U面对的计算方向完全不一样,你让NPU是处理一下3D加速看看?只不过NPU的加入能让SOC在图像和视频处理中如虎添翼,特别是在未来的视觉场景中NPU也是有很大的应用市场。同时也在手机中增强了某些方面的性能也减轻了CPU等负担,而且能耗特别低。

所以,你在华为的麒麟970手机中看到的AI拍摄,AI场景增强很大一部分功劳就来自NPU。

NPU也并不是一种噱头而是着实的增强,从麒麟970集成首款NPU到后来的高通、苹果纷纷跟进就足以证明NPU在SOC上的集成肯定是有着不少作用的发挥。


IT数码大排档


你这问题比较专业。具体的手机体系、零部件不是十分清楚,但可以说一点“大话”供你参考。

当前的所谓人工智能都是数理逻辑下的计算机程序,或就是按某种数理逻辑策略下的数据搜索程序。只不过分工明确,更专业而已。

计算机核心部件就是CPU,即逻辑运算单元,用来执行数理逻辑命令的。计算机为什么能自动工作,运行程序就是有CPU的缘故。所以说,无论什么人工智能器件,你都必须有CPU。

你所说的人工智能CPU,可能是专用的,内化了一些成熟搜索算法的,针对特定信息处理的CPU。像所谓GPU,就是图像搜索识别的专用CPU。虽然,还是数理逻辑运算器件,但内化了图像信息的辨识和搜索策略和逻辑。就是个专用图像识别软件。手机里装这么个程序,你手机就有什么图像AI了。类似的还有语音AI。

目前兴起了一种NPU,就人工神经网络专用逻辑器件,多数也就是一个软件程序。用程序拟合出人工神经网络功能,其搜索策略就是马甲BP算法---深度学习。这种东西仍然没突破线性可分障碍。也就是说,对简单问题,数据空间较单调,搜索到全局最优值无什么困难。比如说,简单对话,“不使诈”的对话;下个围棋;简单路况下开个AI汽车;这都没什么问题。实际上,我们遇到的数据空间是非常复杂的,就像无数的山峰和沟谷,而且,山叠着山,沟套着沟。这时,目前的AI,无论你多么深的学习,你都找不到其中的最优值。围棋数据空间,只是拓扑空间巨大而已,但还是相当“平坦”的,所以,现在人类暂时下不过它。手机中,比如图像识别和语言识别,在实际中遇到的问题,可能其数据空间很复杂,也就是其信息空间很“不平坦”,这时,智能手机就会出现判断失误,或死机现象(逻辑判断死循环)。

总之,手机等所谓智能电器,功能越多,所谓“智能”越高,出故障率越大。当然,“高智商”手机用起来还是方便一些。


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