[苹果冲击波](40)英伟达革命唤醒苹果的AI本能

by Paek Jongmin

Published 03 Dec.2023 14:12(KST)

Updated 03 Dec.2023 22:45(KST)

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苹果更重视升级NPU性能而非CPU性能
知名专栏作家称“iPhone 15 Pro核心在于NPU”
芯片与系统层面发力，LLM等端侧AI竞争全面打响

编辑者注[苹果冲击波]是探讨苹果进军半导体市场后所引发剧变现场的内容专栏。您也许会疑惑，苹果怎么会和半导体扯上关系？苹果如今已不再只是生产智能手机和电脑的公司。自已故创始人Steve Jobs以来，经过长期努力，苹果已经设计出用于移动设备的世界顶级半导体。如果说个人电脑时代有英特尔，那么在移动时代的半导体生态中，苹果已经成为金字塔顶端的“顶级掠食者”。在全球半导体供应链危机与大规模生产线投资同步展开的当下，我们将细致梳理苹果自研芯片给半导体市场带来的巨变与前景，帮助各位读者拓宽视野。[苹果冲击波]将在每个周末与读者见面，连载超过40期后将结集出版。

“苹果神经引擎性能的提升，是iPhone 15 Pro的核心所在。”（专栏作家 Tim Bajarin）

以人工智能半导体为基础高速前进的英伟达，苹果也无法再置之不理。只负责半导体设计的无晶圆厂（Fabless）企业英伟达，其股票市值已飙升至苹果的30%。两家企业在营收规模上根本无法相提并论，但完全用于生成式（大语言模型，LLM）人工智能训练的英伟达H100和H200芯片需求爆发，使其受益匪浅。相比之下，苹果在发布iPhone 15后深陷发热等各种负面争议，而英伟达则在需求激增的推动下交出了远超市场预期的业绩。

由ChatGPT点燃的生成式人工智能热潮和英伟达的迅速崛起，也正在改变苹果的立场。

[苹果冲击波]此前曾报道，苹果不用“人工智能（AI）”一词，而是使用“机器学习（machine learning）”这一术语。与其说是云端为基础的大语言模型人工智能，苹果更强调的是在iPhone、MacBook、iPad等终端设备本身上运行的“端侧（on device）AI”，这一直是苹果的方针。

苹果的“固执”是出了名的。即便所有智能手机厂商早已采用USB-C型充电接口，苹果仍坚持使用自家的Lightning接口，直到欧盟（EU）出台相关监管后，才在iPhone 15上改用USB-C接口。

然而，即便是这样的苹果，在人工智能的急速进步面前，也难以再固守机器学习一条路。在基于英伟达图形处理器（GPU）的人工智能正急速演进为堪比人类智能的通用人工智能（AGI，Artificial General Intelligence）的背景下，占据全球智能手机市场一半份额的苹果，也不能落于人后，这一认识愈发凸显。

如今，不仅是苹果，高通、三星电子等大多数智能手机芯片和整机厂商，也都将把大语言模型功能整合进自研应用处理器（AP），并在操作系统层面提供支持，正式开启相关服务。

苹果首席执行官（CEO）Tim Cook也像是再也按捺不住般，公开宣布要强化人工智能。Cook在2023年11月3日举行的业绩发布会上，事实上承认苹果正在开发大语言模型。预计苹果还会在供外部应用开发者使用的开发工具“Xcode”中加入人工智能功能，使其能够利用iPhone的人工智能能力。

要做到这一点，必须在半导体层面提供人工智能功能支持。虽然苹果最新芯片A17 Pro并不具备对大语言模型的支持功能，但苹果一直在A系列芯片中搭载神经引擎（NPU），持续提供人工智能功能。

如果苹果开始支持大语言模型，那么很可能会在操作系统层面提供支持，并与芯片形成“联合舰队”。其中的核心就是神经引擎。

苹果公开的 A17 Pro 芯片内部结构示意图。负责 AI 功能的神经引擎速度相比以往提升了 2 倍。资料由苹果提供

苹果自iPhone十周年纪念机型iPhone X所采用的A11芯片开始，就搭载了神经引擎。苹果推出的全球首款3纳米制程消费级设备用半导体A17 Pro，被评价为中央处理器（CPU）性能提升不及预期，但神经引擎却不同。苹果称，与前代A16相比，A17 Pro的神经引擎速度提升了两倍。第一代神经引擎每秒可进行6000亿次运算，而A17 Pro每秒可进行35万亿次运算，性能提升约58倍。人工智能功能所需的“体能”也相应大幅增强。

美国信息技术专栏作家Tim Bajarin也指出，在iPhone 15 Pro上最值得关注的部分，正是神经引擎的进化。他自信地表示，A17 Pro芯片中的神经引擎与GPU一起，是半导体部分最关键的组成。若苹果不是强化CPU，而是重点强化神经引擎与GPU，那么其未来布局非常明确——就是人工智能。

Bajarin认为，尽管有部分媒体指出苹果在人工智能竞争中落后，但一直重视端侧人工智能而非服务器端人工智能的苹果，通过强化神经引擎，反而能够更快地处理基于云服务器的人工智能功能。

即便在苹果操作系统iOS 18层面提供对大语言模型的支持，也很难让所有使用同一操作系统的iPhone都具备相同功能。苹果一贯根据芯片性能，对应用层面的新服务进行限制。最具代表性的例子就是Apple Music提供的“Sing”功能。该功能在播放音乐时，仅消除歌手人声，相当于让iPhone秒变“卡拉OK机”。

“Sing”是iPhone代表性的人工智能功能之一，但并非所有iPhone都能使用。苹果只允许搭载A13及之后芯片的iPhone和iPad使用这一功能，因为iPhone所用A系列芯片中神经引擎的性能各不相同。甚至连目前最新的A17 Pro，也有可能无法支持苹果版大语言模型，因为大语言模型极有可能需要更强大的神经引擎算力。

与CPU功能相比，人工智能功能发展更为迅速，但消费者目前仍难以切身感知。要让消费者真正利用智能手机的人工智能功能，必须大幅强化智能语音助手功能。苹果试图大幅扩展现有人工智能助手“Siri”的功能，原因正在于此。如果Siri能够真正执行大语言模型功能，那么超过10亿的iPhone用户就能立刻感受到人工智能的性能。相比必须通过单独的应用或网页进行提问的大语言模型，消费者将能更轻松地接触人工智能。

Bajarin推测，通过人工智能强化Siri的性能，神经引擎将发挥巨大作用。他尤其指出，认为苹果在人工智能方面落后的批评本身就有问题。他回忆称，知名人工智能学者李开复（Kai-Fu Lee）在1991年就职于苹果时，已经在从事基于人工智能的语音识别工作，并补充说，李开复对苹果早期人工智能研究产生了重大影响。在此之前，苹果自1987年起就开始研究由人工智能算法驱动的“知识导航器（knowledge navigator）”概念，这是当时首席执行官John Sculley提出的构想。Bajarin强调，苹果已经在多种产品、应用和服务中应用了人工智能。

可以预期，苹果的人工智能攻势将有望在计划于2024年6月举行的苹果全球开发者大会（WWDC）上正式亮相。