هوش مصنوعی گوشی؛ از تبلیغات تا واقعیت

[omidrock]

در ابتدا به نظر می‌رسید اپل با چیپ ست A11 Bionic و آنچه که خود «موتور پردازش عصبی» (Neural Engine) می‌خواند، تا سال‌ها هیچ رقیبی نداشته باشد، اما حالا همین مانده نسخه تازه ای از NOKIA 1100 با ادعای هوشمند بودن و برخورداری از چیپ ست مجهز به «هوش مصنوعی» (Artificial intelligence) معرفی شود. اما چیپ ست‌های دارای هوش مصنوعی در گوشی‌های موبایل واقعاً چقدر مفید و کاربردی هستند؟

اولین چیزی که درباره این ماجراها باید بدانید، هوش مصنوعی اصلاً اتفاق تازه‌ای در گوشی‌های موبایل نیست و از سال‌ها قبل سازندگانی چون اپل، سامسونگ و حتی خود گوگل، از برخی الگوریتم‌ها و تکنیک‌های مبتنی بر فناوری هوش مصنوعی در بهبود دوربین استفاده می‌کردند. آنچه که طی نزدیک به یک سال اخیر تازگی پیدا کرده و برای اولین بار اپل با A11 Bionic به آن دامن زد، «شتاب دهنده هوش مصنوعی» (AI accelerator) و نه خود فناوری هوش مصنوعی است.

تعبیه شتاب دهنده هوش مصنوعی در یک چیپ ست موبایل لزوماً به معنای هوشمند بودن آن نیست و می‌تواند صرفاً یک ادعای پوچ باشد.

واقعیت این است حتی می توان بر روی قدیمی ترین گوشی های اندرویدی و آیفون هوش مصنوعی داشت اما مشکل آنجاست که این فناوری پیشرفته دارای محاسبات سنگین و پیچیده است که نه تنها به قدرت پردازشی بالا نیاز دارد، بلکه می تواند به سرعت باتری گوشی های موبایل را هم ببلعد. به همان علت هایی که اشاره شد، در گذشته و به طور مشخص تا پیش از A11 Bionic اپل، چندان امکان بهره گیری از این فناوری در گوشی های موبایل وجود نداشت یا دست کم نمی شد خیلی روی آن تکیه کرد. اما مشکل هوش مصنوعی کجاست؟

هسته‌های پردازشی «پردازنده مرکزی» (CPU) و تا حدی هم «پردازنده گرافیکی» (GPU) برای اجرای گونه خاصی از پردازش‌ها طراحی نشده‌اند و عملاً همه منظوره هستند، می‌توان از هسته‌های CPU برای پردازش تصویر استفاده کرد، محاسبات مربوط به بازی‌ها را اجرا کرد، فایل‌ها را فشرده سازی کرد و هر آنچه که تصور می‌کنید. در ظاهر همه منظوره بودن هسته‌های CPU یک مزیت بزرگ برای آن است اما هنگامی که به محاسبات پیچیده و فناوری‌های پیشرفته چون هوش مصنوعی می‌رسیم، دیگر این هسته‌های همه منظوره کارایی مطلوبی ندارند و نه تنها بسیار کُند عمل می‌کنند، بلکه کارایی آنها به ازای انرژی مصرفی ایده آل نیست.

آنچه که اشاره شد طراحان پردازنده را به انجام این کار وا‌داشت تا پردازنده‌های ویژه ای برای هوش مصنوعی طراحی کنند که به طور اختصاصی برای انجام محاسبات و پردازش‌های این فناوری طراحی و بهینه سازی شده باشد. نتیجه آن ظهور پردازنده‌های مجزا برای هوش مصنوعی است که در اصل شتاب دهنده هوش مصنوعی هستند. از آنجایی که این پردازنده‌ها تا جای ممکن برای هوش مصنوعی و پردازش‌ها و محاسبات مرتبط با آن بهینه سازی شده‌اند، بسیار سریع‌تر از هسته‌های CPU و GPU عمل می‌کنند اما یک عیب بزرگ دارند و آن همه منظوره نبودن آنها است. خوب یا بد؛ پردازنده‌های هوش مصنوعی کارکرد بسیار محدودی دارند و بر خلاف هسته‌های CPU نمی‌توان از آنها برای هر کاری استفاده کرد.

کوالکام بر خلاف اپل، MediaTek و HiSilicon، ثابت کرد برای داشتن شتاب دهنده هوش مصنوعی به تعبیه یک واحد مجزا در چیپ ست ها نیاز نیست.

در چنین شرایطی اگر یک سازنده یا برند قصد داشته باشد به طور جدی از هوش مصنوعی در گوشی‌های خود بهره بگیرد، به یک شتاب دهنده هوش مصنوعی کارآمد هم نیاز دارد که می‌تواند به طور مجزا بر روی برد گوشی تعبیه شود یا بخشی از چیپ ست (SoC) باشد و اینجا بود که چیپ ست‌هایی چون A11 Bionic اپل با شتاب دهنده هوش مصنوعی ظهور کردند. اما چیپ ست‌های مجهز به شتاب دهنده هوش مصنوعی فقط نصف معادله هستند، نصف دیگر آن در جبهه نرم افزار است.

افزون بر اپل، ظرف نزدیک به یک سال اخیر تقریباً تمامی طراحان بزرگ چیپ ست‌های موبایل به سمت هوش مصنوعی حرکت کرده‌اند یا دست کم تلاش کرده‌اند از رقبا عقب نمانند، از همین رو HiSilicon با Kirin 970 آنچه که «واحد پردازش عصبی» (NPU) می‌خواند را معرفی کرد، MediaTek از Neuropilot و APU پرده برداشت و کوالکام هم با چیپ ست Snapdragon 660 و پس از آن Snapdragon 710، شتاب دهنده هوش مصنوعی خود را به گوشی‌های موبایل آورد. البته ARM که طراح اصلی تقریباً تمامی هسته‌های پردازشی چیپ ست‌های یاد شده است، خود یک پروژه اختصاصی به نام Trillium را معرفی کرده است.

هوش مصنوعی در گوشی‌های موبایل قابلیت یا کارکرد مشخصی نیست و وجود آن در یک گوشی، لزوماً به معنای ارائه همان کارکردها و قابلیت‌های موجود در گوشی دیگری نیست. برای نمونه اپل از هوش مصنوعی در بهبود دقت قابلیت تشخیص چهره و ارائه قابلیت انیموجی بهره می‌گیرد اما هواوی از آن برای تشخیص محیط و سوژه عکس و متناسب با آن اعمال تنظیمات بهینه استفاده می کند. بنابراین هنگامی که یک گوشی مجهز به شتاب دهنده هوش مصنوعی تهیه می‌کنید، لزوماً قابلیت‌های مشخصی را دریافت نمی‌کنید. در حقیقت اغلب مواقع کارکرد هوش مصنوعی صرفاً بهبود عملکرد قابلیت‌ها و کارکردهای گوشی است و خود یک قابلیت مستقل و مجزا نیست.

رویکرد متفاوت کوالکام ؛ هوش مصنوعی بدون حتی یک ترانزیستور اضافی

تشخیص اینکه یک چیپ ست واقعاً دارای شتاب دهنده هوش مصنوعی است یا نه،  هیچ آسان نیست. برای نمونه چیپ ست Snapdragon 660 کوالکام واقعاً دارای شتاب دهنده مجزا برای هوش مصنوعی نیست، در عوض از  «پردازنده سیگنال دیجیتال» (DSP)، هسته‌های CPU و «پردازنده تصویر» (ISP) در ترکیب با بخش‌هایی از پردازنده گرافیکی برای شتاب بخشی به هوش مصنوعی بهره می‌گیرد.

ظهور شتاب دهنده‌های هوش مصنوعی در چیپ ست‌های موبایل لزوماً یک موهبت نیست. شتاب دهنده‌ها یا موتورهای هوش مصنوعی در چیپ ست‌های موبایل از نظر طراحی شباهت بسیار زیادی با بخش «پردازنده سیگنال دیجیتال» (DSP) دارند و تعریف اینکه موتور هوش مصنوعی به چه چیزی اطلاق می‌شود بسیار دشوار است. در همین شرایط هوش مصنوعی دست کم در تبلیغات و بازاریابی در حال بلعیدن همه چیز است، مدیریت مصرف باتری مبتنی بر هوش مصنوعی، رابط کاربری با قابلیت یادگیری، پردازش زبان طبیعی، تشخیص اشیاء و چهره، این ها فقط برخی از کارکردهایی هستند که این روزها سازندگان و برندها بر سر مصرف کنندگان داد می‌زنند.

نکته مهمی که نباید از آن غافل شد، تقریباً هیچ یک از کارکردها و قابلیت‌های مبتنی بر هوش مصنوعی به تنهایی توسط شتاب دهنده یا موتور هوش مصنوعی چیپ ست اجرا نمی‌شود و منابع دیگری چون هسته‌های CPU و GPU و حافظه رم نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ادعاهای مطرح شده در رابطه با هوش مصنوعی هیچ بی شباهت با آن روزهایی نیست که بر تعداد هسته‌های پردازشی CPU در موبایل‌ها افزوده می‌شود اما نه تنها باعث افزایش کارایی نمی‌شدند، بلکه باتری را هم می‌بلعیدند. در آن زمان تعبیه تعداد بیشتری هسته پردازشی CPU تقریباً بیهوده بود اما با گذر زمان و حمایت جامعه توسعه دهندگان از اپلیکیشن هایی که قادر به بهره گیری از بیش از یک هسته پردازشی بودند، اوضاع تغییر کرد. حالا هم هوش مصنوعی دقیقاً به چنین حمایتی نیاز دارد.

هم اکنون به‌کارگیری شتاب دهنده هوش مصنوعی در گوشی های موبایل در ابتدای راه خود قرار دارد و هنوز هیچ دستاورد شگرفی نداشته است، از این رو برای اظهار نظر درباره آن زود به نظر می‌رسد. با این حال به جرأت می‌توان گفت تا زمانی که توسعه دهندگان به حمایت از آن نپردازند و خود سازندگان و طراحان چیپ ست‌ها هم تعامل کارآمدی با آنها نداشته باشند، هوش مصنوعی یک هایپ بیش نیست؛ چراکه امکان به‌کارگیری آسان از سوی توسعه دهندگان مستقل، انعطاف پذیری و کارایی بالا، بسیار مهم‌تر از «تعبیه یک بخش اضافی در چیپ ست‌ها» است.