Pixel 6手机为何需要一个自制Tensor行动处理器？Google台湾硬件工程团队揭密

不让苹果专美于前，Google于昨日（10/20）最新发表的Pixel 6手机中，首次搭载自行开发设计的Tensor行动处理器，新处理器主打可以大幅强化手机装置上的AI和ML应用，包括在语音辨识、即时翻译、拍照、录影体验等都有获得不少的提升。一手打造和开发这颗处理器的Google研发团队，不只有来自Google AI研究部门，Google在台湾硬件工程团队也全程参与。在Pixel 6推出同一天，在台湾一场Google硬件产品活动上，Google台湾工程团队针对这颗处理器透露更多细节。

Tensor处理器虽然不是Google第一个自行开发的处理器，但却是它第一个专为Pixel手机打造的行动处理器，在一颗不到十元硬币大小的SoC芯片中，除了放进了CPU、GPU、ISP，Google还把自己过去在资料中心AI模型训练和推论专用的TPU硬件技术，放进这颗SoC芯片中，为手机带来更好地AI和ML处理能力。

Google硬件副总裁彭昱钧表示，新Pixel手机采用的Tensor处理器，深度结合了AI和ML这2个技术，放在CPU架构中，专门用于处理手机上这类的应用，像在AI语音辨识上，能更清楚辨识并理解每个语句的意思，又或是运用于AI影像处理时，能根据拍摄物件的不同，如人种、肤色、场景等自动调整，来拍出更细致且明亮的照片。

为何Google要自己开发手机芯片？这是很多人的疑问，Google自己的回答也很直接：“因为市面上的手机芯片，追不上我们科研的速度。”Android及Pixel相机产品经理傅敬文也以相机功能来举例，他表示，Google的AI相机技术运用很早，从Pixel 2、3代就有用，但过去这些AI拍照功能在CPU进行运算时很没效率，难以推向市场，但在新Pixel手机中，因采用了自制芯片，让这些AI相机技术，也能够在手机上获得同样或甚至更好地的应用。

Google采用自制芯片还有另一个用意，就是可以针对手机上需要较复杂运算的AI应用来优化，举例来说，以往手机录影过程中，要用AI辨识录影场景或是人讲话的声音，需要CPU大量运算处理，也相当耗电，但是Google自制的低功耗芯片就没有这个问题，例如Google这次特别在新手机录影功能中，新增类似HDR Plus算法，来优化拍摄影像品质。傅敬文指出，这是旧Pixel手机做不到，只有用Tensor芯片的新Pixel手机才能办到。

除了拍照以外，Tensor处理器也有用在语音助理应用的优化，傅敬文表示，以前唤醒Google语音助理容易有些延迟，这次直接把自然语言模型整进Tensor芯片里，可以更快将语音助理叫醒， 甚至在翻译上更即时，以往要翻译，需要连网，将内容输入云端AI模型，再把翻译完结果传到手机上来显示，使用者体验较慢，现在可在Tensor处理器上执行自然语言模型，直接在手机上做即时转译，不需要连网就能翻。

以往历代Pixel手机开发，Google台湾工程团队扮演很重要的角色，这一代Pixel手机研发也不例外，甚至在整个Tensor芯片开发过程中，台湾工程团队也参与其中，从影像处理IP整合、测试、分析效能，到软件开发和硬件系统开发等，台湾团队都全程参与，花了相当多的人力和资源投入，与Google全球团队紧密地合作。

Tensor芯片花费了4年研发打造完成，为了将AI处理能力更好地嵌入到SoC芯片中，彭昱钧表示，在整个芯片开发过程中，Google一直是从整体系统设计的角度来思考，不只考虑芯片本身，也得考虑到系统如何搭配，两者必须相辅相成，才能发挥出最大的效益。

虽然外界对于它的硬件规格十分好奇，但彭昱钧直言，比起硬件规格，他们更在意的是，手机是否因为有Tensor处理器以后，能更加了解使用者需求，举例来说，拍照和语音辨识是手机上很常使用的功能，所以研发团队最初设计构想是，如何把这类的AI、ML技术整合到手机芯片上做应用，例如以前要移除照片场景中的某个物件时，使用者必须手动描边来选取要从影像中剔除的物件，但加入这类AI功能后，就可以省下这些事。“这些都是我们在CPU设计上想达到的效能。”

这代手机加入更多智慧拍照功能，Google借助Tensor处理器，大幅优化影像处理上的AI、ML算法效能，如新增的AI动态肖像模式功能，能透过AI自动辨识拍摄物体是流动物体或是移动物体，为背景加入模糊效果，或是制造出水流绵延感。新推出的AI橡皮擦功能，则是可以侦测相片中的干扰物并提供移除建议等。

以AI动态肖像模式为例，彭昱钧表示，现在手机拍照会透过连拍多张照片的方式自动合成最佳照片，从这些照片中，AI可以侦测被拍摄的对象及其行为，例如被拍者是运动员，正在骑自行车，需要速度感，AI就可以透过后制将这些元素加进来，除了辨识须透过AI辅助，选取照片中的物件时也需要用到，这就能发挥AI或ML的用处。彭昱钧指出，这些功能以前用软件也能做到，但需较久的时间而且很耗电，“现在我们有一个特用型，专门为这件事优化的SoC，就可以做到更广泛的应用。”