今日凌晨，谷歌正式推出了全新的 Google Pixel 6 和 Pixel 6 Pro 智能手機(jī)。谷歌 Pixel 6 系列搭載谷歌自研的 Tensor 芯片，相比 Pixel 5 性能提升 80%，AI 性能也大大提高。

　　在 10 月 19 日的新品發(fā)布會(huì)上，蘋果也官宣了全新的 Apple Silicon——M1 Pro 與 M1 Max，其中M1 Max還被稱為蘋果迄今打造的最強(qiáng)芯片。而谷歌公司稱其自研的Tensor芯片是“機(jī)器學(xué)習(xí)的里程碑”。這款芯片由 Google 研究院設(shè)計(jì)，使該公司能夠輕松地將人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的進(jìn)展轉(zhuǎn)化為實(shí)際的消費(fèi)者產(chǎn)品。谷歌自研的 Tensor 芯片究竟有什么玄機(jī)呢？

　　谷歌研究院打造

　　幾年前，谷歌的研究團(tuán)隊(duì)將硬件、軟件和 ML（機(jī)器學(xué)習(xí)）方面集合到了一起，構(gòu)建了最好的移動(dòng) ML 計(jì)算機(jī)，最終實(shí)現(xiàn)了谷歌對(duì) Pixel 智能手機(jī)的愿景。

　　有了 Tensor，谷歌正在解鎖驚人的新體驗(yàn)，包括運(yùn)動(dòng)模式、更準(zhǔn)確的人臉檢測(cè)，以及實(shí)時(shí)翻譯文本等功能。Tensor 幫助谷歌探索智能手機(jī)的發(fā)展極限，將它從一個(gè)通用的硬件變成一個(gè)足夠智能的設(shè)備。

　　谷歌 Tensor 是構(gòu)建在芯片（SoC）上的一個(gè)高級(jí)系統(tǒng)，它擁有移動(dòng)SoC的一切，甚至更多。

　　新手機(jī)的核心體驗(yàn)領(lǐng)域——語音、語言、圖像和視頻——本質(zhì)上都是異構(gòu)的，這意味著它們需要跨整個(gè)芯片的多種資源。谷歌 Tensor 經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，以提供正確級(jí)別的計(jì)算性能、效率和安全性。通過 Android 12，谷歌著手打造一個(gè)操作系統(tǒng)，為硬件和軟件共同工作的未來奠定基礎(chǔ)。

　　Tensor 的規(guī)格

　　Tensor 就是所謂的片上系統(tǒng)，本質(zhì)上是一種怪物處理器，它將 CPU（為設(shè)備提供動(dòng)力的大腦）與其他功能相結(jié)合。

　　正如傳聞中的那樣，Tensor 芯片使用了獨(dú)特的 CPU 內(nèi)核組合。有用于人工智能的定制 TPU（Tensor 處理單元），以及兩個(gè)高功率的 Cortex-X1 內(nèi)核，兩個(gè)中端據(jù)傳是舊的 Cortex-A76 內(nèi)核，然后是四個(gè)低功率的效率內(nèi)核。圖形由20核GPU提供，此外還有一個(gè)為環(huán)境體驗(yàn)提供動(dòng)力的環(huán)境中心，一個(gè)私人計(jì)算內(nèi)核，以及一個(gè)用于安全的新 Titan M2 芯片。還有一個(gè)專門的圖像處理核心，幫助 Pixel 的標(biāo)志性攝影。

　　谷歌 Tensor 芯片在開發(fā)過程中受到了三星的幫助，采用 5nm 制程工藝，并還集成了一個(gè)張量處理單元用于機(jī)器學(xué)習(xí)運(yùn)算，一個(gè) ISP 圖像處理單元，一個(gè) Tensor 安全核心，一個(gè)低功耗核心。此外，處理器還具備 8MB 系統(tǒng)緩存和 4MB L3 緩存。

　　Tensor 安全核心是一個(gè)基于 CPU 的子系統(tǒng)，它獨(dú)立于主應(yīng)用程序處理器。它允許敏感任務(wù)和控件在隔離和安全的環(huán)境中運(yùn)行。除了 Tensor 之外，還有一個(gè)協(xié)處理器，即谷歌的下一代專用安全芯片 Titan M2。由于谷歌創(chuàng)建了 Tensor，它將對(duì) Pixel 所有者的安全支持延長(zhǎng)至五年，讓人們可以更長(zhǎng)時(shí)間地使用他們的設(shè)備。負(fù)責(zé) Google 芯片業(yè)務(wù)的副總裁兼總經(jīng)理 Phil Carmack 表示，谷歌設(shè)計(jì)的 CPU 能夠?yàn)橛?jì)算攝影等密集使用案例提供最佳的響應(yīng)能力和功率效率。

　　理論上，谷歌提供的X1性能核心數(shù)量是驍龍 888 或 Exynos 2100 的兩倍——這是最強(qiáng)大的 Arm 設(shè)計(jì)，后兩者都使用一個(gè) Cortex-X1、三個(gè) Cortex-A78 和四個(gè) Cortex-A55 核心。但是谷歌也將兩個(gè)高端內(nèi)核換成了中端內(nèi)核，這可能會(huì)提升電池的壽命和性能，也有可能會(huì)導(dǎo)致整體設(shè)備變得更弱。如果有機(jī)會(huì)對(duì) Pixel 6 和 Tensor 進(jìn)行測(cè)試，就可以很快知道結(jié)果。

　　雖然性能的提升似乎還比不過蘋果的自研芯片，但縱向?qū)Ρ葋砜?，谷歌這次發(fā)布的 Pixel 6 系列手機(jī)仍然是目前最快的 Pixel 手機(jī)，谷歌表示，Tensor 芯片相比高通驍龍 765G，在CPU性能上提升了 80%，GPU 性能提升達(dá) 370%。值得注意的是，該芯片比其他高級(jí) Android 手機(jī)中的頂級(jí)處理器慢。

　　Tensor 實(shí)現(xiàn)的功能

　　靜態(tài)攝影與運(yùn)動(dòng)模式

　　Pixel 6 的改進(jìn)領(lǐng)域之一是攝影。由于芯片的子系統(tǒng)可以更好地協(xié)同工作，Tensor 可以更快地處理攝影任務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)更智能的相機(jī)功能。

　　名為 Face Unblur 的新功能可將運(yùn)動(dòng)中的主體的面部聚焦，同時(shí)保持身體其余部分的模糊。例如，您可以拍攝一張孩子在蹦床上跳躍的照片，臉部銳利且清晰，四肢在運(yùn)動(dòng)中模糊。

　　另一項(xiàng)稱為運(yùn)動(dòng)模式的攝影功能會(huì)在靜止圖像中添加模糊。谷歌表示，這個(gè)功能為城市照片、夜間外出甚至自然場(chǎng)景帶來了某種專業(yè)的外觀和感覺。

　　視頻

　　谷歌一直希望讓 Pixel 視頻與 Pixel 照片的質(zhì)量相匹配，Tensor 實(shí)現(xiàn)了這一愿望。通過將嵌入到芯片上，可以更有效地直接提供像素特征，

　　谷歌開發(fā)了一種名為 HDRnet 的算法。通過將HDRNet的部分功能直接嵌入到 Tensor 圖像信號(hào)處理器中，可以極大地加快處理速度，同時(shí)極大地降低功耗。HDRnet 允許 Pixel 6 以靜止圖像的質(zhì)量捕獲視頻，它可以應(yīng)用于所有視頻模式，即使是每秒 60 幀的 4K 視頻，都可以提供更準(zhǔn)確和生動(dòng)的顏色。

　　語音和轉(zhuǎn)錄

　　Tensor 芯片將擁有谷歌提供的“最準(zhǔn)確的自動(dòng)語音識(shí)別（ASR）”，用于 Google Assistant 的快速查詢和音頻任務(wù)，如現(xiàn)場(chǎng)字幕或錄音機(jī)應(yīng)用。ASR 甚至可以用于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的應(yīng)用程序，如記錄儀或 Live Caption 之類的工具，而不會(huì)很耗電。

　　改進(jìn)后的語音識(shí)別將有助于語音訪問等功能，讓用戶無需輸入命令即可與手機(jī)通話，以及使用 Google 助手接聽來電、與來電者通話并提供通話內(nèi)容的文字記錄。

　　實(shí)時(shí)翻譯

　　搭載 Tensor 的 Pixel 6 系列手機(jī)上擁有新的實(shí)時(shí)翻譯功能，可以幫助用戶更好地與人交流。它適用于任何 Android 聊天應(yīng)用程序，并且用戶可以直接在聊天應(yīng)用程序中進(jìn)行翻譯，這意味著不再需要復(fù)制粘貼文本到谷歌翻譯。Tensor 還可以利用設(shè)備上的語音和翻譯模型對(duì)視頻等多媒體資源進(jìn)行實(shí)時(shí)翻譯。

　　與 Pixel 4 手機(jī)相比，在搭載 Tensor 的手機(jī)上使用翻譯功能時(shí)，新設(shè)備上的神經(jīng)機(jī)器翻譯（NMT）模型才消耗不到一半的電力。如果不是 Tensor，這些類型的任務(wù)通常會(huì)耗盡手機(jī)的電池電量。

　　對(duì)于谷歌來說，Tensor 和 Pixel 的新 AI 功能并不是終點(diǎn)，這些只是開始。