هوآوی امسال خونواده فبلتای پرچمدار خود یعنی میت ۱۰ (بررسی سایت ما) و دو داداش دیگش رو همراه با چیپست جدیدی معرفی کرده که می تونه شروع کننده نسل جدیدی در دنیای موبایل باشه. این چیپست که Kirin 970 اسمشه، واسه اولین بار به پردازنده اختصاصی هوش مصنوعی به نام «واحد پردازش عصبی» یا NPU مجهز شده و شرکت چینی هم مانور تبلیغاتی زیادی روی اون میده.

اینکه پردازنده اختصاصی هوش مصنوعی در موبایل چه نقشی داره رو قبلاً در این مقاله بررسی کردیم، اما در این مطلب می خوایم ببینیم پردازنده AI در هوآوی میت ۱۰ واقعاً چه کاری انجام میده و موبایلای آینده به اینجور سخت افزاری نیاز دارن یا خیر. اول از همه بهتره نگاهی به چیپست Kirin 970 بندازیم.

معماری چیپست Kirin 970

هوآوی یازدهم شهریور امسال در جریان نمایشگاه IFA 2017 چیپست Kirin 970 رو معرفی کرد و اونو عامل برتری خود مقابل اپل و سامسونگ نامید. معماری این چیپ مجتمع رو می تونین در تصویر زیر ببینین:

این قطعه سیلیکونی کوچیک که ۵٫۵ میلیارد ترانزیستور رو در مساحت ۱ سانتیمتر مربع جای داده، شامل یه CPU هشت هسته ای، یه GPU دوازده هسته ای و یه واحد اختصاصی AI به نام NPU می شه.

NPU چیه؟

شاید بهترین توضیح واسه NPU رو بشه از زبون «جاستین ژانگ» مدیر ارشد مارکتینگ موبایل هوآوی گفت:

در CPU و GPU پردازش اطلاعات مرحله به مرحله صورت میگیره، یعنی پس از اجرای قدم الف به سراغ قدم ب میریم. در مقابل NPU مثل مغز آدم عمل می کنه و همه چیز رو به صورت همزمان و در لحظه پردازش می کنه.

هدف اصلی NPU پردازش محلی عملیات هوش مصنوعیه

این پلتفرم AI در چیپست Kirin 970 امکان استفاده همزمان از هوش مصنوعی براساس کلاود و هوش مصنوعی ساکن در دستگاه رو جفت و جور می سازه. «کریستوفر کوتل» نایب رئیس مارکتینگ نرم افزار هوآوی میگه اپلیکیشنایی مانند پریسما به طور همزمان ISP (پردازنده سیگنال تصویری) و CPU (پردازنده اصلی) و GPU (پردازشگر گرافیکی) رو به خدمت می گیرن، اما بازم به توان بیشتری واسه عملیات هوش مصنوعی (اعمال فیلترها) نیاز دارن و از روی زور و اینکه دیگه چاره ای نیس از AI براساس کلاود استفاده می کنن.

حال اگه واحد هوش مصنوعی رو از پردازنده اصلی جدا کنیم، اپلیکیشن می تونه با مصرف انرژی کمتر و سرعت بسیار بیشتر این عملیات اختصاصی رو به صورت محلی بکنه و نیاز به ایجاد رابطه با سرور نداره.

پس در چیپست Kirin 970 چهار پردازشگر اختصاصی در اختیار داریم: CPU به زمان بندی وظایف، توازن بار (لود بالانس) و اختصاص حافظه می پردازه، GPU رندر رابط کاربری و پردازش گرافیکی رو رو دوش داره، ISP/DSP عملیات پردازش تصویر و مدیریت دوربین رو انجام میده و NPU هم محاسبات هوش مصنوعی رو به اجرا در می آورد.

پردازنده AI میت ۱۰ سه برابر قوی تر از موتور عصبی آیفون ۱۰ه

توان عملیاتی واحد پردازش عصبی (NPU) در چیپست Kirin 970 برابر با ۱٫۹۲ ترافلاپس (عملیات ممیز شناور FP16) عنوان شده که سه برابر بیشتر از توان پردازشگر گرافیکی به کار رفته در چیپست Kirin 960، و سه برابر قوی تر از موتور عصبی چیپست A11 اپله که در آیفونای امسال به کار رفته. چیپ مجتمع Kirin 970 می تونه ۲۰۰۵ تصویر رو در هر دقیقه شناسایی کنه، در حالی که نسل قبلی بدون NPU توانایی پردازش ۹۷ تصویر رو در هر دقیقه داره.

طبق تستای داخلی هوآوی چیپست جدید اونا در عملیات هوش مصنوعی ۲۵ برابر سریع تر از CPU عمل می کنه در حالی که ابعادی نصف اون داره و ۵۰ برابر انرژی کمتری مصرف می کنه. این چیپست در پردازش تصویر (که یکی از کاربرده های اصلی هوش مصنوعی هستش) تقریباً دو برابر سریع تر از آیفون ۸ پلاس و ۲۱ برابر سریع تر از گلکسی اس ۸ پلاسه. ویدیوی دموی این مقایسه رو می تونین در زیر ببینین:

البته باید اشاره کنیم که تست فوق خیلی استاندارد نیس و شاید اختلاف در دنیای واقعی در این حد نباشه. پس به سراغ یکی از تک و توک وسایل بنچمارک هوش مصنوعی در دنیای موبایل یعنی اپلیکیشن PCMark و تست Computer Vision میریم. تست «بینایی کامپیوتری» مورد بحث، کارآیی دستگاه در بخش درک تصویر رو براساس الگوریتمای استاندارد زیر آزمایش می کنه:

  • تنسور فلو (TensorFlow) که یه کتابخونه اپن سورس در مورد یادگیری ماشینه و به وسیله گوگل پیشرفته. این تست از شبکه عصبی آموزش دیده واسه تشخیص اجزای حاضر در عکس بهره میگیره.
  • ZXing که یه سری از تستا واسه تشخیص بارکد و کدهای QRه.
  • Tesseract که یه کتابخونه اپن سورس واسه تشخیص متن (OCR) هستش.

ما این تست رو روی میت ۱۰، آنر ۹، گلکسی نوت ۸ و اکسپریا XZ پریمیوم اجرا کردیم تا ببینیم ادعای هواوی صحت داره یا خیر. در تصویر زیر مقایسه یافته ها رو مشاهده می کنین:

همونجوریکه می بینین، با وجود اینکه تست Computer Vision هنوز واسه به کار گیری پردازندهای اختصاصی هوش مصنوعی بهینه نشده، اما میت ۱۰ اختلاف زیادی با رقبا داره و نشون میده حتی قبل اینکه API این پردازنده در اختیار برنامه نویسان قرار گرفته و در اپلیکیشنا تعبیه شه، بازم کاربران می تونن از امتیازات عمومی اون بهره مند شن.

به گفته رسمی هوآوی با ارائه آپدیتای OTA میشه کارکرد الگوریتمای هوش مصنوعی NPU رو بهتر کرد یا قابلیتای جدیدی بهش اینو هم به این موضوع دقت لازم رو به عمل بیارین گفتن. در ادامه می خوایم کارکردهای الان و قابل لمس واحد پردازش عصبی (NPU) چیپست Kirin 970 در فبلتای جدید هوآوی رو بررسی کنیم.

نقش NPU در میت ۱۰

واحد پردازش عصبی چیپست Kirin 970 در فبلت میت ۱۰ در کنار پردازشگر سیگنال تصویر (ISP) عکاسی هوشمند رو شدنی می کنه، در بعضی عملیات خاص تشخیص الگو و پردازش تصویر نقش داره، و از طرف دیگه کاهش نویز براساس AI رو در همه حالات دریافت صدا (فیلمبرداری، ضبط صدا، صحبت و تشخیص گفتار) جفت و جور می کنه. در ادامه این موارد رو یه به یه بررسی می کنیم.

عکاسی هوشمند

فاصله وقتی کوتاه بین اراده کردن واسه ثبت یه لحظه، فشردن دکمه شاتر (مجازی)، فوکوس روی سوژه و پردازش پایانی باعث می شه تا بعضی وقتا خروجی کار، اون چیزی که توقع داشتین از آب در نیاد. هوآوی در میت ۱۰ می خواد تا با ترکیب پردازشگر سیگنال تصویری دوگانه و پردازنده هوش مصنوعی، تصاویر تار رو واسه همیشه به دست فراموشی بسپارد.

علاوه بر سرعت کارکرد فوق العاده پردازشگر تصویر دوگانه (Dual ISP) در میت ۱۰، موتور هوش مصنوعی هم در موارد زیر به کمک شما میاد:

  • فوکوس سریع چهارگانه (لیزری، تشخیص عمق، تشخیص کنتراست و تشخیص فاز)
  • شناسایی وضعیت جور واجور سوژه مثل سکون یا حرکت کنه، متوسط و سریع
  • تشخیص چهره به صورت سخت افزاری
  • شناسایی خودکار صحنه های جور واجور
  • کاهش نویز هوشمند در شرایط کم نور

هوآوی در ویدیوی زیر توانایی فوکوس هوشمند و تشخیص حرکت پیشرفته چیپست Kirin 970 رو با آیفون ۸ پلاس مقایسه کرده:

میت ۱۰ در عمل هم به ما ثابت کرد که تقریباً نمی تونین سوژه تار یا خارج از فوکوس رو ثبت کنین، حتی سوژهای پر جنب و جوش هم به صورت هوشمند ردیابی شده و در محدوده فوکوس باقی می مانند. در محیطای تاریک هم به کمک جذب نور بالای لنز (ضریب اف ۱٫۶) و فوکوس هیبریدی، بیشتر صحنه ها به شکل روشن ثبت می شن.

جالبه بدونین الگوریتم شبکه عصبی Kirin 970 با بیشتر از ۱۰۰ میلیون تصویر جور واجور آموزش داده شده و در عمل هم می بینیم میت ۱۰ تا سیزده صحنه جور واجور رو به صورت آنی می شناسونه.

اگه این سؤال براتون به وجود اومده که عکاسی از سگ و گربه چه فرقی با هم داره، جواب هوآوی رو در ادامه بخونین:

  • چشمون گربه درخشش بیشتری نسبت به چشمون سگ دارن، پس واسه ثبت تصاویر نزدیک (کلوزآپ) در محیط داخلی پرنور یا زیر تابش آفتاب، دوربین مقدار حساسیت ISO رو پایین می آورد.
  • بافت موی بدن گربه و سگ با همدیگه فرق دارن و پس باید مقدار شارپنس و درجه کاهش نویز متفاوتی رو واسه اونا در نظر گرفت.
  • کلا گربه ها از سگا کوچیک ترن و پس مقدار عمق میدون در نظر گرفته شده واسه اونا فرق داره.

ما  مثلا از یه ظرف غذا و یه گلدان در دو حالت خودکار (هوشمند) و تنظیمات دستی عکس گرفتیم که تصاویر اونو در زیر می بینین. روشنه که سیستم هوشمند دوربین میت ۱۰ با افزایش کنتراست و اشباع رنگ، خروجی دلچسب تری رو در مقایسه با حالت عادی به وجود آورده:

یا وقتی که از یه نوشته عکس می گیرین، میت ۱۰ خوب وضعیت رو تشخیص داده و پس از ثبت تصویر، شارپنس و کنتراست اونو طوری زیاد می کنه تا خوانایی متن رو زیاد کنه.

پس میشه گفت با تکیه بر پردازشگر سیگنال تصویری دوگانه در هوآوی میت ۱۰ و پردازنده اختصاصی هوش مصنوعی، هنر عکاسی شما چند پله پیشرفت پیدا میکنه و می تونین خیلی راحت هرچه بیشتر، عکسای جذابی رو به ثبت برسونین.

تشخیص متن و ترجمه

یکی از عملیات تخصصی و خاص واحد NPU در میت ۱۰ (یا هر سیستم هوش مصنوعی دیگه) تشخیص الگوه. تشخیص الگو کاربرده های زیادی داره اما یکی از مواردی که فعلاً به دنیای موبایل راه یافته، شناسایی کاراکترها (OCR) و پس از اون ترجمه متنه.

هوآوی با همکاری مایکروسافت، اپلیکیشن مترجم رو به صورت خاص برنامه ریزی کرده تا بتونه بیشترین استفاده رو از NPU داشته باشه. با به کار گیری این برنامه می تونین دوربین رو به سمت یه متن گرفته و به سرعت ترجمه اونو به زبون دلخواهتون ببینین.

البته بیشتر موبایلای پرچمدار الان از عهده این کار بر میان و هنوز فرق بین میت ۱۰ و رقبا در مورد ترجمه محسوس نیس، اما با در نظر گرفتن همکاری مایکروسافت و هوآوی واسه ارائه سرویس ترجمه عصبی آفلاین شایدً تا همین چند وقت دیگه که خیلی هم دور نیس تماشاگر انقلابی در میدون ترجمه ماشینی روی گوشی موبایل باشیم.

کاهش هوشمند نویز

شبکه عصبی عمیقی که داخل NPU تعبیه شده، همه صداهایی که وارد موبایل می شه رو پردازش می کنه. به گفته هوآوی این واحد پردازشی الگوریتمای خود رو روی تماسای صوتی، فرمونای تشخیص گفتار و صداهای ضبط شده در حالت عادی اعمال می کنه.

چند روزی که از این موبایل استفاده کنین، متوجه فرق کیفیت صدا در زمان صحبت میشین. میکروفونای اختصاصی و الگوریتمای هوشمند کاهش نویز باعث می شن تا صدای شما به بهترین شکل به فرد مقابل برسه و صدای اونا رو هم خوب دریافت کنین.

هم اینکه برخلاف خیلی از موبایلای موجود، حتی در محیطای بسیار شلوغ هم می تونین با دستیار صوتی گوگل (یا دیگه دستیارهایی که داخل موبایل نصب کردین) صحبت کنین.

با اینکه هوش مصنوعی در کیفیت صدای خروجی میت ۱۰ نقشی نداره، اما حالا خوبیش اینه هوآوی چیپ مخصوص پردازش صوتی ۳۲ بیتی رو درون این موبایل تعبیه کرده تا دوستداران حرفه ای موسیقی تجربه بی نقصی رو داشته باشن.

کاربرده های دیگه هوش مصنوعی در میت ۱۰

علاوه بر موارد برجسته ای که شمردیم، چیپ هوش مصنوعی میت ۱۰ در مواقع دیگری هم به کار میان. مثلاً چیپست Kirin 970 با پیش بینی رفتار شما و تخصیص بهینه منابع، می تونه اپلیکیشنای پر استفاده رو سریع تر در اختیار شما بذاره و موبایل رو همیشه مثل روز اول، چابک و سریع نگه داره.

هوآوی میت ۱۰ حتی در وقتی که سیگنال GPS رو به طور موقت از دست بدین هم می تونه مسیریابی رو با تکیه بر هوش مصنوعی و حسگرهای داخلی (ژیروسکوپ، شتاب سنج و چیزای دیگه ای به جز اینا) به صورت آفلاین ادامه بده، پس در بزرگراه های چند طبقه یا تونلای طولانی هم مشکلی در مسیریابی دارین.

آینده چیپای هوش مصنوعی

چه بخوایم و چه نخوایم، هیاهوی هوش مصنوعی از دنیای موبایل بیرون نمی ره و به زودی تموم شرکتا از مسیرهای جور واجور به سراغ پردازندهای اختصاصی AI میرن. هوآوی امسال اولین چیپست مجهز به این پردازنده خاص رو معرفی کرد و پس از اون اپل با چیپست A11 Bionic به میدون اومد، ضمن اینکه سامسونگ هم واسه SoC بعدی اش تصمیم مشابهی رو گرفته.

اگه بر خلاف تموم مواردی که شمردیم بازم فکر می کنین نقش NPU در میت ۱۰ به اندازه کافی محسوس نیس، اول باید این موضوع رو در نظر بگیریم که چه انتظاری از هوش مصنوعی در موبایل داریم؟ واقعیت اینه که هنوز زمان زیادی تا تعامل به طور کاملً هوشمند و گفتگو محور با گوشی موبایل (مانند چیزی که در فیلمای علمی-تخیلی می بینیم) باقی مونده، اما هوآوی (و دیگه بزرگان دنیای تکنولوژی) راه درستی رو در پیش گرفتن.

پیشرفت دهندگان نقش مهمی در به کار گیری چیپست اختصاصی AI دارن

عکاسی هوشمند، پردازش زبون سریع و بهینه سازی همیشگی دستگاه، مواردیه که تا الان از نظر هوآوی اولویت بیشتری واسه کاربر داشته اما NPU در چیپست Kirin 970 یه وسیله همه منظوره س، یعنی شرکت چینی خیلی راحت می تونه کاربرده های بیشتری رو به اون اضافه کنه. از طرفی رابط برنامه نویسی (API) این پردازنده در اختیار پیشرفت دهندگان قرار گرفته و اپلیکیشنای سوم هم توانایی به کار گیری این سخت افزار اختصاصی رو دارن، فقط کافیه ایده ای خلاقانه و کاربردی واسه اون پیدا کنن.

در دنیایی که هوش مصنوعی روز به روز نقش پر رنگ تری رو رو دوش میگیره، حضور یه پردازنده اختصاصی واسه عملیات سنگین این بخش درون موبایل هامون می تونه چگونگی تعامل ما با این گجت محبوب رو عوض کنه و هوآوی میت ۱۰ پرچمدار این راه پر هیجانه.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *