کرین 970 در برابر کرین 960 و کرین 950؛ چه چیزی تغییر کرده است

اوایل هفته‌ی جاری، آخرین کنفرانس مطبوعاتی نمایشگاه ایفای امسال توسط هواوی و با پرده‌برداری از تراشه‌ی کرین ۹۷۰ برگزار شد. این تراشه عنوان نخستین پردازنده‌ی موبایل را یدک می‌کشد که از یک واحد پردازش مبتنی بر شبکه‌‌ی عصبی (NPU) اختصاصی نیز بهره می‌برد که وظیفه‌ی اجرای پلتفرم هوش مصنوعی هواوی را برعهده دارد.

واحد پردازش عصبی کرین ۹۷۰ نسبت به پردازنده‌ی مرکزی (CPU) آن، ۲۵ برابر عملکرد بهتری ارائه می‌دهد و مصرف انرژی آن ۵۰ برابر بهینه‌تر است؛ بنابراین NPU به‌کاررفته در تراشه‌‌ی کرین ۹۷۰ می‌تواند محاسبات هوش مصنوعی را سریع‌تر و با مصرف انرژی کمتر انجام دهد؛ به‌عنوان مثال در یک بنچمارک تشخیص تصویر، تراشه‌ی جدید چینی‌ها در هر دقیقه می‌تواند ۲ هزار تصویر را پردازش کند که حدود ۲۰ برابر سریع‌تر از عملکرد پردازنده‌ی مرکزی آن در چنین بنچمارکی است.

وقتی صحبت از پردازش‌ مبتنی بر هوش مصنوعی (یا به‌طور کلی هر اَبَرپردازش دیگر) می‌شود، آنچه اهمیت دارد، تعداد عملیات ممیز شناوری (فلاپس) است که پردازنده می‌تواند در هر ثانیه انجام دهد. طبق ادعای هواوی، توان محاسباتی واحد پردازش عصبی (NPU) به‌کاررفته در تراشه‌ی کرین ۹۷۰، هنگام استفاده از اعداد ممیز شناور ۱۶ بیتی (FP16)، معادل ۱.۹۲ ترافلاپس است.

عملیات ممیز شناور ۱۶ و ۸ بیتی، اهمیت بسیاری در حوزه‌ی هوش مصنوعی دارند؛ چرا که شبکه‌های عصبی در ماتریس‌های محاسباتی از اعداد دَه‌دَهی استفاده می‌کنند؛ با این حال، نیازی نیست اعداد ممیز شناوری یادشده دقت بسیار بالایی داشته باشند (نیازی به وجود تعداد زیادی عدد، پس از ممیز نیست)؛ بنابراین محاسبات ممیز شناور ۸ و ۱۶ بیتی بسیار مهم‌تر از محاسبات ۳۲ و ۶۴ بیتی هستند.

تراشه‌ی جدید هواوی با استفاده از لیتوگرافی ۱۰ نانومتری TSMC تولید شده است. این تراشه از ۸ هسته‌ی پردازشی، واحد پردازش گرافیکی ۱۲ هسته‌ای، پردازنده‌ی سیگنال تصویر دوگانه و مودم ال‌تی‌ایی Cat.18 با قابلیت ارائه‌ی سرعت ۱.۲ گیگابیت‌ بر ثانیه بهره می‌برد. پردازنده‌ی مرکزی کرین ۹۷۰ مانند نمونه‌ی به‌کاررفته در کرین ۹۶۰، از چهار هسته‌ی قدرتمند Cortex-A73 و چهار هسته‌ی کم‌مصرف Cortex-A53 تشکیل شده است؛ اما این بار هسته‌های یادشده به ترتیب روی فرکانس کاری ۲.۴ و ۱.۸ گیگاهرتز تنظیم شده‌اند.

کرین ۹۷۰ نخستین تراشه‌ی موبایل است که از جدیدترین واحد پردازش گرافیکی شرکت‌ آرم، موسوم به Mali-G72 MP12 بهره می‌برد که از ۱۲ هسته‌ی پردازشی تشکیل شده و طبق ادعای چینی‌ها، به‌کارگیری آن در تراشه‌ی کرین ۹۷۰ باعث شده است عملکرد این پردازنده‌ی موبایل نسبت به کرین ۹۶۰، حدود ۲۰ درصد سریع‌تر شود و مصرف انرژی آن نیز ۵۰ درصد کاهش یابد.

از ویژگی‌های مهم دیگر تراشه‌ی کرین ۹۷۰، می‌توان به پشتیبانی آن از دی‌کُد و اِن‌کُد (با استانداردهایی مانند H.265 و H264) ویدیوهای با رزولوشن 4K، پردازش رنگ‌های ۱۰ بیتی (‌HDR10)، بهره‌مندی از نسل جدید پردازنده‌های حسگر هواوی موسوم به i7 و مبدل دیجیتال به آنالوگ ۳۲ بیتی/۳۸۴ کیلوهرتزی اشاره کرد. همانند کرین ۹۶۰، پردازنده‌ی جدید چینی‌ها از دوربین‌های دوگانه، حافظه‌ی UFS 2.1 و کنترلر حافظه‌ی LPDDR4 (این بار با فرکانس ۱۸۳۳ مگاهرتز) پشتیبانی می‌کند.

هواوی امیدوار است با عرضه‌ی تراشه‌ی کرین ۹۷۰ به‌عنوان «پلتفرمی باز برای هوش مصنوعی مبتنی بر موبایل» و گذاشتن آن در اختیار توسعه‌دهندگان و شرکای تجاری خود، به آن‌ها اجازه بدهد کاربردهای جدید و نوآورانه‌ای برای قابلیت‌های پردازش هوش مصنوعی این تراشه بیابند؛ بنابراین تراشه‌ی کرین ۹۷۰ از Tensorflow/Tensorflow Lite و Caffe/Caffe2 پشتیبانی می‌کند.