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文 | Kiva

“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Neural Networks）”和“機(jī)器學(xué)習(xí)（Machine Learning）”是近兩年移動處理器領(lǐng)域最流行的兩個詞。隨之而來的，具有大量數(shù)據(jù)處理需求的相關(guān)應(yīng)用對手機(jī)的計算效率和速度提出了更高要求。

2017年10月，華為推出首款A(yù)I芯片麒麟970，其中就包含了能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能特性的專用硬件模塊NPU（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器，Neural-network Processing Unit）。對圖像識別處理、自然語言理解處理速度比CPU快了25倍，能耗降低50倍。

圖像處理是NPU典型處理場景之一，網(wǎng)紅圖像風(fēng)格遷移軟件Prisma就是一款需要神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器實(shí)時處理的典型軟件。我們將以華為Mate10上的Prisma軟件為例，來看看NPU是如何讓智能手機(jī)突破實(shí)時圖像處理大關(guān)的。

一、具有AI處理能力的NPU

由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法及機(jī)器學(xué)習(xí)需要涉及海量的信息處理，而當(dāng)下的 CPU / GPU 都無法達(dá)到如此高效的處理能力，需要一個獨(dú)立的處理芯片來做這個事，麒麟 970 芯片中的NPU便是這樣的一個角色，負(fù)責(zé)處理涉及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和機(jī)器學(xué)習(xí)的海量數(shù)據(jù)。

此外，NPU還有一個非常重要的特點(diǎn)，就是它的體積、能耗也有大型處理器的百分之一左右，因此可以輕松集成到手機(jī)SOC上。

NPU在手機(jī)原生功能上主要有兩個用途：學(xué)習(xí)用戶行為和圖像識別。通過對用戶行為的學(xué)習(xí)，自動為用戶在某些場景實(shí)現(xiàn)某些功能。在圖像識別方面，可以做到AI場景識別、AI美顏、AI識物等。

二、NPU加持下的網(wǎng)紅軟件Prisma

Prisma這款軟件2016年一經(jīng)推出，就風(fēng)靡全球，這款能夠?qū)⒏鞣N照片變成“名畫風(fēng)格”的應(yīng)用一開始它選擇的是將照片上傳到服務(wù)器處理，但隨著用戶的數(shù)量不斷增加，處理速度也變得越來越慢。直到去年年底Prisma開始嘗試在手機(jī)上面調(diào)用本地GPU來處理，只需要幾秒就可以完成，同時還不受網(wǎng)絡(luò)好壞的影響，這樣的新體驗(yàn)可以說是“革命性”的。

這款軟件同樣被收錄在華為應(yīng)用商店的AI專輯中，和華為與微軟定制的翻譯軟件微軟翻譯一樣，是調(diào)用麒麟970NPU的第三方軟件的典型代表。這款軟件對手機(jī)的處理器要求很高，其他處理器不是不能處理，但處理速度是關(guān)鍵問題。

筆者此前曾使用過三星的Note8與之對比，發(fā)現(xiàn)Mate10對有些圖片甚至?xí)惹罢呦韧瓿射秩緮?shù)秒之久。就GPU的圖像渲染能力而言，Mate 10的Mali G72 相較于驍龍835的Adreno 540并不占上風(fēng)，但用上NPU過后，在特定的圖像處理任務(wù)中，Mate 10已經(jīng)強(qiáng)出一頭。

（Tokyo風(fēng)格的姆巴佩）

Prisma可以將拍攝的普通照片進(jìn)行處理，模仿著名藝術(shù)家畫作的風(fēng)格，最終呈現(xiàn)出選定的效果。上圖就是Mate10上用Prisma創(chuàng)作的過程，我選取了今年世界杯期間法國隊(duì)的黑馬球員姆巴佩的運(yùn)球圖片，進(jìn)行了Tokyo風(fēng)格的渲染處理。只需要輕輕滑動處理的圖片區(qū)域，就可以輕松變換渲染風(fēng)格。

（Mosaic風(fēng)格的內(nèi)馬爾）

在華為Mate10中，有10種可選擇的風(fēng)格，如Gothic、Mononoke、Dallas、Mosaic等等。即便在離線渲染情況下，也可以在數(shù)秒內(nèi)完成。

三、屬于NPU的AI應(yīng)用專輯

由于NPU在圖像識別處理、自然語言理解閃速度比CPU快了25倍，同時能耗也降低50倍，所以NPU的添加將會給智能手機(jī)用戶帶來更多的體驗(yàn)。Prisma這種此前只能在擁有高性能處理器的電腦上實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用，現(xiàn)在也被帶到了智能手機(jī)上。

在華為應(yīng)用市場中，還有更多的調(diào)用NPU的應(yīng)用，華為也因此為其設(shè)定了AI應(yīng)用專輯，包括搜狐、微軟、淘寶、WPS、抖音等優(yōu)化的應(yīng)用。

同時，華為也在推動AI應(yīng)用生態(tài)的建設(shè)，通過推出面向第三方開發(fā)者的HiAI移動計算平臺，為開發(fā)者提供更容易、不同層次的編程環(huán)境，將NPU的高計算能力釋放給開發(fā)者。日前，華為終端開發(fā)者大會上，華為也宣布將每年投10億補(bǔ)貼開發(fā)者，激勵開發(fā)者創(chuàng)新。

結(jié)語：NPU將給智能手機(jī)帶來更多的應(yīng)用可能

從2017年面世至今，搭載專用AI處理模塊NPU的麒麟970，就被用于華為的全系手機(jī)產(chǎn)品中。而在今年下半年隨著華為新一代Mate系列旗艦機(jī)的推出，新一代的AI新品很有可能相伴推出，在計算性能上將有更多的期待。

在應(yīng)用方面，除了調(diào)用NPU做AI場景識別、AI美顏、AI識物等原生應(yīng)用外，在華為應(yīng)用市場中，我們更多地看到了第三方應(yīng)用軟件的出現(xiàn)，Prisma、微軟翻譯、抖音、淘寶等，陸續(xù)還有更多有趣的應(yīng)用在開發(fā)中。

相信，在華為將HiAI移動計算平臺面向開發(fā)者開放后，更多的開發(fā)者擁有了調(diào)用NPU的高計算能力，他們將會為智能手機(jī)帶來更多有趣的AI應(yīng)用。