為什麼蘋果A13處理器讓iPhone 重新拿回攝影領先業界的地位?

iPhone 的大腦,蘋果A13處理器仿生晶片。iPhone 11 和 iPhone SE 都擁有了與外媒評價2019年度最佳手機 iPhone 11 Pro Max 同一個晶片-「A13仿生晶片」。因為A13,iPhone 重新拿回攝影領先業界的地位,到底 A13 強大在哪裡呢?

iPhone A13 Bionic

A13處理器仿生晶片是什麼?

A13仿生晶片,這塊由蘋果自行研發的第二代7奈米晶片,採用2+4的設計 (2個高性能核心+4個能效核心),其中CPU (前面的2)速度可提升20%,能耗最多可降低30%;而4個能效核心速度提升20%,能耗最多可降低40%。A13 相較於 A12 最大的差異在於新增了兩個機器學習加速器,提升了學習和圖像處理的能力。

CPU

形容A13處理器高性能最好的例子就是深度融合 (Deep Fusion) 功能,在用戶按下快門前拍攝8張照片,融合一張按下快門時的長曝照片,完成呈現一張高動態 (HDR)的照片。即使在低光源的環境下,能保留更多細節。乍看之下,這似乎沒什麼厲害,通常智慧HDR是透過堆疊得到一張更好的照片,由 ISP (類似相機中的感光元件)提供數據,再由神經網路引擎進行影像計算協助成片。

由於深度融合 (Deep Fusion) 必須透過 A13 處理器的神經網路引擎進行影像計算,因此只有 iPhone 11 系列和 iPhone SE可以支援。

什麼是 ISP ?什麼是神經網路引擎

  • 什麼是 ISP?

ISP (Image Signal Processing):即圖畫信號處理單元,對傳感器輸入的信號進行運算處理,終究得出經過線性糾正、噪點去掉、壞點修補、顏色插值、白平衡校對、曝光校對等處理後的成果,算是鏡頭與底片背後的功臣。ISP 晶片可以在很大程度上決議手機相機終究的成像質量,一般它對圖畫質量的改進空間可達10%~15%。

現在,市面上大多數手機都集成了ISP晶片,有些則採用獨立的ISP晶片,除了富士通為不少機型供給了獨立ISP以外,蘋果都是自行定製 iPhone的ISP。(資料來源:壹讀)

  • 什麼是神經網路引擎?

神經網路引擎(Neural Engine)為科學家參考人類神經元結構所產生的資料處理程序,此類演算技術最大的特性為具有自我學習的能力。能學習使用者的操作特性,並設定出一個最佳的輸入和輸出的路徑。因此一旦學習完成之後,後續的各項操作皆能相對以往的軟體程序快上不少,對於使用者體驗有大幅的改善。蘋果的iPhone就是最著名的產品。

蘋果在2017年的iPhone A11 Bionic處理器上首度加入了神經網路處理引擎(Neural Engine)的技術。根據蘋果的資料,這神經網路引擎是雙核的設計,每秒運算次數最高可達6,000億次,能大幅提升機器學習(Machine Learning)的效能。(資料來源:CTIMES)

回到主題,A13 進行影像計算則是由神經網路引擎針對每張照片上的每一像素 (通常是2,400萬像素)進行比對,進而合成一張照片,而這一切只需一秒鐘。當你按下快門後,回到相簿去觀看照片時,照片已躺在那邊等著被你觀賞了!

iPhone A13 Bionic

A13 的性能幾乎是非蘋果晶片的兩倍

在 Andriod 智慧型手機AI功能大行其道的今天,蘋果似乎沒有大聲宣告 iPhone 上有什麼特別的AI功能,但 iPhone 的仿生晶片透過機器學習給了消費者更加個人化的使用經驗。不同於其他公司透過雲端容量TB等級的雲端數據學習機器來運作,蘋果讓這段演算使用以平均 200MB 左右於手機內由晶片去執行,從你的臉部辨識到滑螢幕軌跡的使用習慣,全都以加密形式儲存在 iPhone 的晶片之中。

大家覺得 iPhone 好用,多半都以為是 iOS 軟體版本的關係,但晶片才是 iOS 生態體系中的核心,將整個系統緊密的連接。因為蘋果自研晶片注重整體性能,而非單一指標,不拿來當商品販售,只在乎給消費者更好的體驗,也才能在2019的發表會上直接將主要競品拿出來比較。

科技媒體 AnandTech 指出 A13 的性能幾乎是非蘋果生產的晶片的兩倍。此外,還發現A13 的性能基本上能與 AMD (AMD-US) 和 Intel (INTC-US) 桌機的 CPU 旗鼓相當。同時該網站也肯定了蘋果在手機晶片領域的領先地位。

GPU performance

這邊只是用一兩個例子來讓大家了解 A13 的強大,歸根結底,還是取決於使用者想從手機中獲得什麼?比如在手機上玩流暢運行的遊戲,或者在昏暗的夜色中拍攝美麗而乾淨的照片等等。Apple誇豪語表示,A13晶片將會進一步擴大智慧型手機的領先優勢。A13仿生晶片是有史以來最快的智慧手機處理器(CPU)。

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作者:Chloe、編輯:菜蔡子
更新日期:2020/07/01

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