О технологии Neural Engine в чипах Apple А и M серии
23522
Было опубликовано 20 января 2020 года
Обновлено 22 августа 2022 года
Приставка «Bionic» к названию процессоров появилось не просто так. На кристалле стал размещаться еще один процессор, который маркетинг Apple назвала «нейронным движком» (Neural Engine).
Он основан на нейронных сетях, которым еще лет 20 назад пророчили лидирующую роль в вычислительной технике.
Позже на помощь Neural Engine пришли блоки AMX, но об этом ниже.
Для чего нужен Neural Engine
Отдельный процессор NPU значительно ускоряет работу таких ресурсоёмких задач как: дополненная реальность (поддерживаемая фреймворком Apple ARKit), машинное обучение и построение нейронных сетей (поддерживаемые фреймворком Apple Core ML).
Технология позволяет Apple реализовать нейронную сеть и машинное обучение более энергоэффективным способом, чем использование основного или графического процессора. CPU и GPU не предназначены для работы с ИИ.
- Используется в камерах iPhone для обработки изображений в самом высоком разрешении и с максимальной плавностью, а также в отделении фона в устройствах с одной камерой;
- При подборке воспоминаний в приложении Фото;
- При распознавании лиц, как и для Face ID, так и в приложениях;
- В дополненной реальности, Apple ARKit;
- В предиктивной клавиатуре устройства;
- При использовании Siri;
- Распознавая речь или музыку;
- В съемке в режиме Киноэффект.
Первое поколение
Впервые нейронный процессор появился в Apple A11 Bionic. Предыдущий чип Apple A10 имел приставку Fusion.
Это первое поколение Neural Engine, которое было встроено чип Apple. В него установлено 2 ядра и оно может выполнять до 600 миллиардов операций в секунду. Появившемуся Face ID он был необходим.
Сторонние приложения не могут использовать нейронный движок этого поколения, что приводит к аналогичной производительности нейронной сети для старых iPhone.
Второе поколение
Следующее поколение сделало достаточно большой рывок по сравнению с предыдущим.
Вторая версия включает в себя “нейронный движок» следующего поколения, который установлен сразу в трех чипах компании Apple.
Это поколение имеет целых 8 ядер и может выполнять до 5 триллионов операций в секунду, что до 9 раз быстрее по сравнению с Apple A11.
Нейронный процессор очень пригодился iPhone XR с его одной основной камерой для портретного режима.
В отличие от Neural Engine 1-го поколения, 2-ое поколение предоставляет доступ для сторонних приложений.
Третье поколение
Третье поколение не сильно продвинулось по сравнению со вторым, но улучшения есть.
Следующий процессор Apple A-серии также включает в себя Neural Engine нового поколения.
Имеет 8 ядер, как и ранее, которые стали на 20% быстрее и на 15% меньше потребляют энергию. Производительность доходит до 6 триллионов операций в секунду.
Apple добавила в 3 – е поколении специальный ускоритель — блоки AMX. Они ориентированы на выполнение ключевых задач машинного обучения.
Присутствует доступ для сторонних приложений.
Четвертое поколение
Это поколение стало первым для Mac. Neural Engine этого поколения стал сильно лучше в задачах с использованием ИИ.
Четвертая версия содержит в себе нейронный процессор более нового поколения.
В нем установлено 16 ядер, больше чем ранее в целых два раза. Они выполняют до 11 триллионов операций за 1 секунду, что по утверждениям Apple на 80% быстрее.
В этом поколении нейронный процессор пригодился для функции Deep Fusion для всех камер iPhone 12.
В чипах использующих это поколение, как и в A13, установлен специальный ускоритель — блоки AMX. Они ориентированы на выполнение ключевых задач машинного обучения.
Присутствует доступ для сторонних приложений.
Пятое поколение
Следующее обновление Neural Engine снова не стало большим, после серьезного его улучшения в A14 Bionic, но прирост есть.
Следующие чипы Apple A-серии и M-серии также включает в себя Neural Engine нового поколения.
В нем установлено как и ранее 16 ядер, здесь ничего нового. Они способны выполнять до 15.8 триллионов операций за 1 секунду, что существенно больше по сравнению с предыдущим поколением.
Новый режим Киноэффект в iPhone 13 активно использует нейронный процессор.
В чипах использующих это поколение, как и в A13, установлен специальный ускоритель — блоки AMX. Они ориентированы на выполнение ключевых задач машинного обучения.
Присутствует доступ для сторонних приложений.
Все чипы Apple A-серии
