Google的自研芯片能讓Android和iPhone站在同一起跑線嗎？

Google認為的“下一代 Android 手機”已經呼之欲出。

相比於之前已經被曝光多次的 Pixel 6 系列，其搭載的 Tensor Chip，在很多程度上都更像是這場 Android 愛好者狂歡中的真正主角，即使距離正式發布尚有數月，消息傳出之後，Android 旗艦手機主要的上游供應商——高通的股價應聲下跌。

即使是 Google CEO Pichai 難掩激動，在社交媒體上表示“這是迄今為止 Pixel 系列最大的創新”。

從目前的已知信息中，我們不僅可以找到未來 Pixel 手機可能的發展方向，還能看出 Google 對於“Android 手機怎麼造”這件事的獨特理解。

Tensor Chip 有什麼乾貨？

即使 Tensor Chip 被 Google 寄予厚望，但它的定位也並非在性能層面擊敗 Pixel 手機最大的對手——搭載的 A 系列芯片的 iPhone。

恰恰相反，“手機運存 4G 足矣”是 Google 很長一段時間之內在製造/設計自有品牌 Android 手機時遵循的邏輯，即使是到了最新一代的 Pixel 5 上也只是剛升級到了 8G 運存。這是來自 Android 開發團隊眼中的“標準答案”，和國內 Android 旗艦手機如今普遍運行內存 12G/16G，甚至即將突破 20G 的軍備競賽式更新對比，兩種不同解決方案之間區別，也非常值得思考。

在 Google 的理解中，如今 Android 手機已經跨過了“手機綜合性能不足”的門檻，下一代手機需要並非更強的性能、更大的運存，但想要繼續改善如今智能手機的使用體驗，則需要藉助各種使用深度學習技術、針對使用場景優化的協處理器來完成。

因此，在過去五年中，Google 不斷在自家 Pixel 系列智能手機上“試水”，為其搭載各種自研協處理器：在這份列表上，不僅有用於輔助 Pixel 提升計算攝影照片後期處理速度的 Pixel Visual Core，還有提升智能助理識別本地語音模型效率的 Pixel Neural Core，以及同樣出自 Google 之手的 Titan M 安全芯片。這也讓 Pixel 系列手機的主板非常特立獨行：Google 自研的協處理器，往往會佔據很大一部分的主板面積。

Google Pixel 搭載的各種自研協處理器

因此在很大程度上，Tensor Chip 早已不是 Google 從零起步打造的芯片項目。在 Tensor Chip 中，Google 終於得以將過去發布的各種協處理器，全部整合進 SoC 中，除了能通過改進設計繼續挖掘性能之外，Google 也有機會塞進更多重量級的“私貨”。

在 Google 的計劃中，自研 SoC 其中一個重要目的就是進一步推動 Google 旗下各種 AI / 機器學習技術，藉助算力更強悍的移動端硬件，走出實驗室，來到普通用戶的實際使用中。通過實際運用獲得更多可供訓練 AI 的數據，進一步推動 AI 的實用化。

當然，想讓這些平時在超級計算機上運行的各種技術，很難在普通的智能手機上正常運行，對應的算力提升必不可少——要是能直接把實驗室的運行環境直接塞到智能手機中，那當然是最好。

於是 Google 真的這麼做了。

除了各種協處理器，Tensor Chip 相比於現有其他 SoC 最大的區別其實在於：它加入了 Google 針對移動設備定製的 TPU 處理單元，這是 Google Cloud 雲服務團隊針對機器學習加速設計的專用芯片，在推出針對 Pixel 6 的定製版之前，TPU 已經在過去五年內迭代了四個版本，最新的 V4 版本一個 Pod 的算力就可達 1 exaFlOP，是目前世界第一超算“富岳”算力的兩倍。

Google 在 I/O 21 主題演講發布的最新版本 TPU v4

從命名方式上，我們也能看出 Tensor Chip 與 TPU（全稱為 Tensor Processing Units）之間密不可分的聯繫：雖然針對移動平台研發的的 Tensor Chip 算力當然無法與針對服務器場景的 TPU 同日而語，但毫無疑問，Google 想藉此類“跨界硬件”，進一步挖掘自家 AI 技術在實際應用場景的潛力。

計算攝影再進一步

說起機器學習，目前其中一個重要應用場景便是手機計算攝影：熟悉 Android 手機攝影發展的朋友一定對 Google 相機在手機攝影領域的開拓性地位不會陌生；雖然離初代 Pixel 發布已經過去了五年，但 Google 藉此開啟的手機“計算攝影”浪潮，時至今日仍然是手機攝影技術的主流發展方向。

在 2016 年憑藉驚艷的成像效果登頂 DxOMark 榜單的初代 Pixel

目前，手機計算攝影目前面臨的一個問題是：即使 Android 旗艦手機如今“性能過剩”已經是老生常談的話題，但在計算攝影所需的算力面前，現有的手機 GPU 算力捉襟見肘仍是常態：在拍照處理照片的過程中，其他在後台運行的應用進程被“殺掉”或是感受到明顯卡頓，即使是 2021 年的旗艦手機也很難完全避免。

隨着專用 TPU 單元加入，Google 也號稱 Pixel 6 將會給手機攝影領域帶來“全新體驗”：除了 Google 副總裁&硬件主管 Rick Osterloh 在 Blog 文章中有所暗示，在面向媒體發布樣張的展示環節，Google 也討論了 Pixel 6 藉助更強算力能拓展的更多使用場景：比如把因為快速移動導致模糊的人像照片“搶救”回來，以及讓視頻在不同的光線環境下保持最自然的白平衡等玩法。

雖然我們尚未看到任何來自 Pixel 6 的實際樣張，但從已經看過樣張的 The Verge 編輯評價來看，Pixel 6 拍攝 4K HDR 視頻在與 Pixel 5 以及 iPhone 12 Pro Max 對比中最自然，沒有太多過度銳化痕迹。

諸如此類“將物理問題轉換為數據問題”，再通過機器學習構建模型來解決，一直是 Pixel 計算攝影的研發方向；這裡也能理解為什麼 Pixel 系列相機模組“三代同堂”採用同款主攝：這在 Google 研發團隊看來根本不是問題，如果貿然更換主攝模組，則需要重新採集大量數據來訓練模型，效果反而可能不如人意；而有了更強的 AI 算力，這些問題都能迎刃而解。

五年 Android 版本更新

除了協處理器集成以及給 Pixel 系列帶來的更多 AI 應用場景之外，另一個隨之而來的改變，則是 Pixel 6 有機會成為 Android 陣營中首款支持五年系統版本更新的手機。

由於目前絕大部分 Android 旗艦手機搭載的都是高通驍龍 SoC，手機廠商如果想給自家手機升級在高通官方支持之外的 Android 版本，則需要與高通合作開發，隨之投入的開發成本與人力，是導致很多手機廠商早早就為自家旗艦手機放棄 Android 版本更新迭代的主要原因；因此 Android 手機的底層系統更新一直很難做到與 iPhone 相當的軟件更新壽命。

雖然從高通驍龍 888 開始，高通開始支持 Google 主導發起的 Project Mainline 計劃，號稱要給所有搭載高通 888 的旗艦手機“四年系統版本更新”，但考慮到手機研發、量產再到最終發布上市這一流程所花費的時間，實際上普通用戶能體驗到的，仍然是最多三年的 Android 版本更新。

如今，也只有三星、一加等少數手機品牌曾公開宣布過，旗下的旗艦手機能夠獲得四年 Android 系統版本更新以及安全更新。在這一點上，採用自研 SoC 的 Pixel 6 在這一環節上的阻力自然會減少很多。Pixel 6 用戶有希望一直更新到五年之後的 Android 17。

即使 Google 高管已經表示 Pixel 6 系列的售價將會“很高端”，但如果 Google 能藉此，在 Android 系統更新這一環上邁出新的一步，從 Android 手機使用壽命入手，讓手機活得更久，用得更舒服，實際上也降低了用戶的換機成本，同時跟隨最新的安全補丁更新也能確保了手機系統的安全，降低手機因為系統漏洞被攻擊的風險。

Google 想要打造的 Android 手機

從發布初代自有品牌 Android 手機——Nexus One 以來，Google 製造 Android 手機已經經歷了十一年，但直到 Tensor Chip 正式發布，Google 才稱得上正式與來自蘋果的 iPhone 站在了同一起跑線。

2010 年，初代 Nexus One 發布｜ Google Blog

多年以來，這一特徵在 Pixel 系列的產品定位以及宣傳上變得愈發明顯：即使 Google 直接負責 Android 版本更新迭代，Pixel 也因為快速高質量的原生 Android 更新而被手機愛好者津津樂道，但 Google 對於打造自己認為的 Android 手機這件事，一直有着更大的野心。

在 Pixel 6 公布同時發布 Google Blog 文章中，“利用 Google 最強大的前沿技術，帶來高度個性化的體驗”是多次出現的一個觀點，現實也的確如此：拋開“親兒子”標籤，Pixel 智能手機最閃光的部分，是能即時迅速地將語音轉為文本，並自動識別語言類型的錄音 App、也是曾在 I/O 大會上驚艷全場的離線語音識別模型、抑或是利用海量數據訓練模型實現的“人像光”（Portrait Light）。這些都是過去留給 Android 愛好者印象深刻的存在。