苹果十年一“芯”！买下70+家公司打造，iPhone XS凭它卖这么贵
本文转自智东西（公众号：zhidxcom）文 | Lina
昨天凌晨，苹果一口气推出了三款新iPhone和一款新Apple Watch 4。
这三款新iPhone不仅创下了苹果有史以来的八项发布纪录，而且共同搭载了一款全新的手机AI芯片——A12 Bionic（A12仿生芯片）。
而A12中最引人注目的AI专用计算模块——神经网络引擎（Neural Engine），本次升级为8核，能让芯片进行每秒5万亿次的运算，换算过来就是5 TFlops/s，比A11快了8.33倍，是目前市面上提供数据的手机AI芯片中最强的一款。
为了打造最强大A12手机AI芯片，土豪苹果已经秘密潜伏了10年之久，从2008年就开始砸下少说十几亿美元收购了76家公司，其中有超过40家跟半导体、AI、AR有关。
比如苹果在去年11月宣布收购了传感器芯片设计公司InVisage，它们的特长就是生产基于点阵图像的传感器——本次Face ID的技术升级来源。
不过，华为麒麟980刚刚发布，高通骁龙855也近在咫尺，苹果A12究竟是不是最强的手机AI芯片呢？
“AI芯片”这个新鲜的概念在过去一年间逐渐走过了普及的阶段，越来越被大众所熟知。在行业走过野蛮生长，开始加速落地、加速整合的过程中，也有更多的AI芯片公司也开始走出属于自己的差异化路线。
智东西在此前AI芯片系列报道第一季之后，再次出发，进一步对AI芯片全产业链上下近百间核心企业进行差异化的深度追踪报道。此为智东西AI芯片产业系列报道第二季之一。
专人演讲介绍，苹果越来越重视芯片了
今年苹果特别找来了iPhone产品市场营销负责人Kaiann Drance来介绍A12芯片及相关iPhone应用。这是苹果与首次找专人介绍A12芯片，可见苹果对于芯片介绍的重视程度开始明显提升。
iPhone产品市场营销负责人Kaiann Drance
以前芯片的介绍环节都会由苹果全球市场高级营销副总裁Phil Schiller在介绍iPhone新品时连带介绍，这次则是由Phil负责介绍参数，由Kaiann负责介绍具体应用。
而且，发布会A12芯片的总“上镜”时间长达9分钟以上，是以苹果有史以来用来介绍芯片时间最长的一次，不包括后来的三个开发者Demo。
顺便一提，这位苹果女高管Kaiann Drance在媒体跟同行当中人缘颇好，这是她第一次在苹果秋季新品发布会上登台演讲，下场之后同行跟加州大学伯克利商学院的老同学们纷纷“发来贺电”。
也有国外的媒体人Rene Ritchie发推说，“我等了*好几年*，终于等到Kaiann Drance在苹果台上演讲了。太棒了。”
A12究竟是不是最强手机AI芯片——“不服跑个分？”
每家的手机芯片新品上市都伴随着一系列的升级与更新，苹果也不例外。
除了AI专用模块的升级之外，A12集成了Arm架构的64位6核CPU，其中有2个大核（性能核），比A11处理速度提高15%，功耗降低30%；有4个小核（能效核），比A11功耗降低50%。
GPU方面，A12搭载了苹果自研的4核GPU——这是苹果跟Imagination公司“分手”之后的第二代自研GPU——在图像处理速度上能比A11快50%。
有了A12的一系列更新，苹果的各种APP打开速度能都最快提高30%。
苹果在发布会上展示A12究竟有多快
不过，这些数据都是跟自己A11比的提升，芯片好不好，拿同行横评一下才知道。正如雷军当年常说的——“不服跑个分？”
*跑分数据能部分显示芯片的峰值性能对，能够作为芯片性能的一个参考，但是真正使用起来还要结合功耗跟其他因素，所以以下数据也仅供参考。
以下按推出时间排序：
麒麟970在GeekBench的跑分大致在单核1900分左右，多核为6900分左右；
苹果A11在GeekBench的跑分大致在单核4100分左右，多核分数约为9800分；
骁龙845在GeekBench的跑分大致在单核2400分左右，多核为8300分左右；
麒麟980在发布会上公布的GeekBench单核成绩是3360，多核成绩未知；
而今年6月曝光的（强烈疑似）苹果A12的GeekBench的跑分则大致在单核4600分左右，多核为10900分左右。
不过，苹果由于使用iOS封闭系统、更善于优化性能调度的关系，跑分比安卓系统高算是“正常操作”。
值得一提的是，苹果A10的GeekBench单核成绩约为3300分，多核约为5500分，A11成绩猛然飙升，多核几乎提高了一倍；但A12比A11在跑分成绩上则没有那么大的差别。
AI芯片到底有什么用？
正如智东西在AI芯片系列文章中介绍的，现在各家的手机处理器，比如苹果A12、华为麒麟980、高通骁龙845等，实际上所指的是一个“处理器包”封装在一起。
这个计算包专业一点说叫SoC（System-on-a-Chip，片上系统），高大上的说法是“计算平台”。
根据分工不同，SoC上将会集成很多专用功能的处理单元加进来，比如我们最熟悉的是GPU（图像处理单元），现在这个包里的独立单元数量已经越来越大。
再比如比如ISP（图像处理）、Modem（通信模块）、DSP（数字信号处理）等，不同的数据进来，交给不同特长的计算模块来处理将会得到更好的效果、更高的能效比。
而A12中最引人注目的AI专用计算模块神经网络引擎（Neural Engine），则跟麒麟980的NPU一样，是在手机处理器平台新加入的一个擅长AI神经网络计算的硬件模块。
去年苹果A11中的神经网络引擎模块用上了2核配置，麒麟970的NPU则用上了1核；今年麒麟980的NPU升级为2核，但苹果A12却飙升为8核。
麒麟980没有给出计算数据，而是给出了一个图片识别数据：麒麟970每分钟能识别2005张图像、麒麟980每分钟能识别4500张图像，AI性能提高了两倍有多。
而A12芯片如今能够进行每秒5万亿次的运算，主打是“实时机器学习”（Real-time Machine Learning），换算过来就是5 TFlops/s，比A11快了8.33倍，是目前市面上提供数据的手机AI芯片中最强的一款，能够帮助手机加速人工智能任务。
不过，芯片只是发动机，车子跑得快不快，还要看车技如何。
iPhone的一大优势就是其背后有着庞大的开发者合集，“好APP多”也是消费者选择购买它的重要理由之一。
除了在自家的Face ID、地图、Animoji、Memoji、照片、AR等应用里加入人工智能，苹果也非常注重帮助APP开发者用上人工智能。
在去年WWDC开发者大会上，苹果推出了Core ML机器学习框架，能让开发者更方便地将CNN、DNN、RNN等AI神经网络整合到自己的APP当中，A11也首次支持了Core ML。
而在A12当中，Core ML的应用速度猛增了9倍！并且只需要原先1/10的能耗。
因此，APP开发者们可以更自由地自己的APP中使用AI技术，A12能够更快、更方便地调用更多AI功能，从而让更多用户体验到更多AI应用。
在昨天的iPhone发布会现场，苹果还请来了NBA“风之子”史蒂夫·纳什（Steve Nash）上台介绍了一款运用了Core ML的篮球AI应用——HomeCourt。
这款APP不仅用视频教你打篮球，还用AI当你的私人教练，“看”着你玩。
当你用镜头对准自己后，你每一次投篮动作都会被手机实时跟踪，捕捉你的投篮动作、释放角度、释放时间、速度、释放高度等数据数据，通过AI充当“私人教练”，指导你的动作需要如何调整
这个APP中集成了人体识别、动作捕捉、物体识别、动作分析、深度信息捕捉等一系列AI功能，整个过程完全在相机中完成，没有安任何传感器。
最重要的是，这些都是实时响应的，对得起苹果主打的“实时机器学习”。
除了AI此外，AR（增强现实）也是呈现A12强大性能的一个重要技术。
而在AR方面，苹果的亮点在今年6月已经释放过一轮亮点，A12上将会支持苹果新推出的ARKit 2，可以更好地实现面容识别，支持3D物体检测，还支持用摄像头进行现实世界的物体测量。
今年苹果WWDC上展示的多人AR游戏
最重要的是，搭载A12的iPhone Xs系列现在能够支持多人的实时AR游戏，几个人可以同时在线打同一个AR游戏，甚至可以有不参与游戏的第三方的观察视角，这个对AR游戏开发者而言是一个极重要的功能。
都是全球第一个7nm芯片，都是69亿晶体管
顺便一提，苹果A12和华为麒麟980都采用了台积电7nm工艺制造，巧合的是，它们都集成了69亿个晶体管，而且在宣传口径上都不约而同地都提到自己是“全球首款7nm手机芯片”：
因为华为7nm手机芯片麒麟980在8月31日发布，但搭载麒麟980的Mate 20手机要等到10月16日才发布，开卖时间未知。
而苹果的7nm芯片A12虽然晚了两个星期发布，但是搭载A12的iPhone Xs系列手机在9月21日就能送到消费者手里。正反两方都有道理，不过横竖都是7nm，时间也相差无几，这个“第一”对消费者而言价值不大。
至于前两天曝出的“华为跑分作弊”事件，倒是不需要太过口诛笔伐。消息显示，华为的P20 Pro等几款产品在检测到手机运行时，会自动开启“超性能”模式，计算出来的峰值分数也更高。
不过这个超性能模式并不只针对跑分软件，而是当华为手机检测到需要运行极高新性能应用（比如跑分软件、或者其他高功耗高性能APP、大功率游戏）时，都会开启这个模式，用牺牲发热来换取手机应用不卡顿，保证用户体验——毕竟谁也不会开着超高功耗应用玩一天。
秘密潜伏10年，砸钱买出的AI芯片帝国
上文提到，苹果在AI芯片领域已经秘密潜伏了10年之久，从2008年就开始砸下少说十几亿美元收购了76家公司，其中有超过40家跟半导体、AI、AR有关。
正是这些年陆陆续续收购过来一众公司和技术，苹果才逐渐建成了如今的万亿市值帝国。
苹果从2008年开始收购的76家公司列表
（1）芯片公司
首先以芯片为例，苹果在去年11月宣布收购了传感器芯片设计公司InVisage，它们的特长就是生产基于点阵图像的传感器——本次Face ID的技术升级来源。
苹果全球市场高级营销副总裁Phil Schiller说，本次苹果Face ID进行了升级，通过多重神经网络计算保护，这次的Face ID能够进行更快的检测、同时也被苹果称为“有史以来智能手机上最安全的面部检测”。
不过这次iPhone XS系列的“刘海”（TrueDepth，原深感摄像头）没有在去年的基础上增加新原件，还是包括了红外摄像头、泛光感应元件、距离感应器、环境光传感器、扬声器、麦克风、700万像素前置摄像头、点阵投影器这八样组成。
而苹果的AI芯片收购之旅最早要追溯到2008年，这一年里，苹果以2.78亿美元收购了加州高性能低功耗处理器制造商PA Semi。
随后在2010年，苹果又以1.21亿美元收购了美国德州半导体逻辑设计公司Intrinsity，专注于设计较少晶体管、低能耗同时具备高性能的处理器。
2011年底，苹果以3900万美元的价格收购了以色列闪存控制器设计公司Anobit。
2013年8月1日，苹果收购了加州Passif半导体公司，其专长于低功耗无线通讯芯片。
而在2015年底，苹果又用1820万美元收购了一所加州芯片制造工厂。这座工厂原属于芯片制造商Maxim Integrated Products，让苹果终于拥有了芯片制造能力，而且工厂地址跟三星半导体挨得很近。
（2）AI、AR、以及其他
除了芯片公司之外，苹果收购的面部识别、AR、以及其他一系列AI公司可就更多了，这里不逐一点出来，只列几个有代表性的：
比如就在今年8月，苹果收购了美国AR公司Akonia Holographics，这家公司最初专注于开发全息数据存储，后来用全息技术制作廉价AR波导眼镜。
在2015年，苹果收购了AR引擎巨头德国Metaio公司，Metaio和Vuforia当时是AR引擎届的两大霸主，相当于肯德基跟麦当劳的关系，也为ARkit奠定了技术来源。
在AI方面，苹果在去年2月收购了以色列AI创企RealFace，该公司开发了一种独特的AI面部识别技术，可以将真实面部映射回虚拟世界——苹果今年6月推出的Memoji就是其技术的最好验证。
去年6月，苹果还宣布收购了拥有25年历史的德国老牌眼动追踪企业SMI，并将眼球追踪技术集成在了去年发布的iPhone X里。在用Face ID解锁时，只要你眼睛没有看着屏幕，屏幕也是不会解锁的——iPhone Xs也不例外。
在所有的收购中，苹果都会做出一份声明：“苹果会不时收购规模较小的公司，我们通常不会讨论目的或计划。”常有“事了拂衣去，深藏功与名”的意思。
而且，每个被苹果收购的公司都会立即关闭对外的产品和服务，从此像是忽然从世界消失一般。
日益火热的AI芯片市场
广义来说，能够运行AI算法的芯片都能叫AI芯片，包括CPU、GPU、ASIC、FPGA、DSP等等，不过一般特指已经为AI算法进行了特殊设计的芯片。
自从2017年5月以来，各个AI芯片厂商的新品也都竞相发布，经过一年多的发展，各环节分工逐渐明显。
2017年5月-2018年5月发布的AI芯片一览，数据来源：中金公司研究部
而在AI芯片分类方面，手机AI芯片也是一个重要分类，并且凭借着手机这种单一品类出货量巨大的特殊产品，成为AI芯片落地应用的重要场景。
目前市面上正式推出手机AI芯片的只有华为和苹果两家，但是不得不说整个手机芯片产业链都动了起来。
目前，AI芯片产业链中，包括提供AI加速核的IP授权商（比如为麒麟980提供NPU核的寒武纪），各种AI芯片设计公司（比如谷歌TPU、苹果A12），以及其他芯片代工企业。
而产业链更上游的芯片架构提供方Arm（华为麒麟、苹果、高通都用的是Arm的手机芯片架构）也在AI有所动作。
正好在今天，Arm在上海举行人工智能大会，不仅推出了全套嵌入式AI开发套件EAIDK，Arm中国副总裁金勇斌还说，在过去26年里，基于Arm架构的芯片市场份额达到了一千亿片。
而随着AI技术的发展，Arm冲上下一个一千亿的时间将会从26年压缩到4年，足足缩短了6倍有多。
今年3月，英伟达也宣布将自己的AI芯片Xavier集成到Arm的AI项目Project Trillium里面，让IoT芯片厂商更容易地打造AI芯片。
据华为业内人士透露，Arm自己的AI芯片计划同时也在快速推进当中，我们也许很快就将迎来一场AI芯片大爆发的时代。
此外，中国大陆目前有超20家企业投入AI芯片的研发中来 。除了像华为海思、紫光展锐这种深耕于芯片设计多年的企业之外，也有不少初创公司表现抢眼，如寒武纪、比特大陆等。
除了手机AI芯片竞争日益激烈之外，为手机提供AI技术的各类厂商的圈地战也开始走入白热化，比如国内“撕”得最火的商汤和旷视。
两家AI创企的战役从最早的“刷脸解锁”一路蔓延到拍照优化、人脸识别、相册聚类、增强现实等等广泛战场中，还有不少玩家类似云从科技的站在圈外跃跃欲试，正欲下海。
另一方面，手机品牌商与APP应用方也逐渐意识到了人工智能的重要性，开始有意减少对外部AI技术方的依赖，阿里甚至专门成立了蚂蚁佐罗AI公司这样，从原先采购AI的客户摇身一变成为其他AI公司的竞争对手。
结语：AI芯片市场更热闹了
本次苹果发布会属于iPhone手机“S”升级的小年，不算换代升级的大年，所以整个而言从芯片到手机都还是主打性能升级，没有一下甩出个跨代黑科技。
不过如果我们单独看苹果的A12仿生芯片，还是能看到它在AI芯片领域的优势，尤其是这种优势不仅仅停留在芯片硬件本身，还有围绕芯片打造的OS操作系统、APP应用、AI机器学习框架等等。
而随着人工智能在终端的进一步推广，手机芯片、摄像头芯片、甚至你家电饭煲里的芯片都开始陆续AI化。下一步，AI芯片市场将会更热闹了。