苹果IC主管Srouji揭密：3年前押宝A11内嵌AI芯片neural engine

长达2小时的苹果(Apple)发表会最令人印象深刻的新品便是十周年纪念机种iPhone X，但其实若离了A11 Bionic CPU芯片，iPhone X剩下的恐怕徒具外型，而真正懂门道的内行人会提问的问题是：A11芯片背后的苹果IC设计团队究竟是如何打造出这颗带动iPhone X手机的动力引擎出来的？Mashable在发表会后24小时邀请到苹果IC设计团队总监、硬件科技资深副总裁Johny Srouji一揭A11 Bionic芯片的开发内幕。

陪同受访的苹果全球行销资深副总裁Phil Schiller一语道破了苹果对于iPhone手机开发过程中对于芯片的重视：在过去每一代的产品开发过程中，其中一个核心要素便在于产品里面的芯片，基本上，这些芯片正可说是苹果产品的定义组成之一。对苹果来说，芯片开发可说是iPhone打造过程中必经之路的一部分，绝不是像乐高积木似的可以随便外购，然后堆叠而成。

问到A11是何时开始动手开发的？Srouji给出的答案令人咋舌。他表示，苹果着手架构芯片，一般从3年前就开始。这意味着A11 Bionic芯片早在2014年间就进行开发工作了，而当时苹果还忙着出货内建A8芯片的iPhone 6。值得注意的是，2014年时，少有在手机层次上讨论AI和机器学习任务的议题，然当时，苹果在架构芯片开发之际，已经押宝手机SoC内嵌neural engine了。

何以苹果早在3年前就押宝iPhone手机SoC内嵌neural engine、用来执行AI运算任务这件事让人另眼相看呢？要知道，包括AI在内的这些先进演算法，例如Siri，通常系在云端上执行高阶演算，因此，在用户端便需要有网路连结；然而，iPhone X将AI技术导入手机里，显然是想避免把用户个资送出手机、送到云端，但iPhone X的AI应用如果想要在手机层次、而非云端层次上执行的话，这也可以解释对于强大运算芯片的需求，因此设计了A11 Bionic处理器上的一对核心。

至于苹果从A4到A11的开发过程中，其实并非每一次都是从零开始的。在开发每一代的芯片时，都会先检视前一代的架构，然后再决定到底是要据此改善、还是重新开始。以A11 Bionic为例，可说是利基于A10 Fusion芯片的效能表现以及部分技术上。Schiller形容A11 Bionic芯片可说是集设计、架构与技术改变于一身的混合体，有些地方是全新的，有些地方则是对于既有处理器设计的更新。先前导入到A10 Fusion芯片的高功能与高效能核心，也获得了换代更新，包括多了2个核心，以及可以进行非对称多重处理(asymmetric multi-processing)任务，这意味着可以立刻运行1、2、3、4、5或6核心。

在当前GPU加速运算当道的时代里，何以苹果选择客制化芯片来执行AI任务呢？对此，Srouji表示，Neural Engine的开发可说是苹果IC设计团队对于优化系统效率、永无止境追求的体现。对于部分应用程式或软件而言，有些演算法最好还是利用函数程式模型(functional programming model)比较好。这其中也包括了iPhone X最新的脸部追踪和Face ID，以及扩增实境(AR)相关的物体侦测。

以上所述的都使用了神经网路、机器学习或是深度学习等，这种神经处理当然能够在CPU上运行，诚然能够在GPU上处理来得更佳。然而，对于这类神经网路种类的程式模型来说，若能内建客制化专属该程式任务的芯片，其实反而要比绘图处理器来得更加节省功耗。

Srouji进一步指出，Neural Engine的秘密在于其能够进行矩阵乘法(matrix multiplications)以及浮点处理(floating-point processing)。除此之外，苹果并不愿多做阐述了。

Schiller在旁补充道，A11里的Neural Engine只进行专门的一些任务处理而已，并不进行通用化用途，脸部识别、AR物件侦测以及在即时状态下进行生动表情符号(Animoji)脸部追踪等，是其特殊运算任务中的几项。新手机iPhone X里的A11 Bionic芯片，无疑地指向苹果朝向先进机器学习与扩增实境的未来企图心。