با گوگل تنسور، تراشه اختصاصي گوگل براي پيكسل، آشنا شويد

چند وقتي شايعات مرتبط با گوگل به اين اشاره مي‌كردند كه غول دنياي فناوري در حال ساخت تراشه اختصاصي خود براي موبايل‌هاي هوشمند است. تراشه مذكور كه با اسم رمز Whitechapel يا GS001 شناخته مي‌شد، حالا از راه رسيده و گوگل آن را با نام «تنسور» (Tensor) و به‌عنوان تراشه به‌كار‌رفته در پيكسل ۶ معرفي كرده است.

با اينكه تراشه موبايل تنسور به‌تازگي معرفي شده، اين نام چند سالي است كه استفاده مي‌شود. واحد پردازشي تنسور (Tensor Processing Unit يا TPU) درواقع نوعي مدار مجتمع با متخصصد خاص (ASIC) شتاب‌يافته با هوش مصنوعي است كه سال ۲۰۱۶ گوگل به‌صورت اختصاصي براي شبكه‌هاي عصبي يادگيري ماشين معرفي كرد. اين واحد پردازشي از نرم‌افزار اختصاصي گوگل با نام «تنسورفلو» (TensorFlow) استفاده مي‌كند كه درواقع جزوه رايگانخانه‌اي رياضي براي متخصصدهاي يادگيري ماشين (همچون شبكه‌هاي عصبي) است. به‌طور خلاصه، شايد بتوان گفت TPU تراشه‌اي كامپيوتري است كه براي پلتفرم متن‌باز يادگيري ماشين گوگل، يعني تنسورفلو ساخته شده است.

اين شركت پيش‌تر از TPU در گوگل كلاد و هسته عصبي موبايل‌هاي پيكسل ۴ استفاده كرده است. در متخصصدش به‌عنوان هسته عصبي، TPU پردازش تصوير را به مقدار زيادي سريع‌تر كرد كه به قابليت‌هايي همچون Live HDR و تشخيص گفتار در نسل جديد گوگل اسيستنت كمك شاياني مي‌كرد. گوگل پيش از اينكه اين واحد پردازشي را در سال ۲۰۱۶ معرفي كند، آن را به‌مدت يك سال در ديتا سرورهاي خود استفاده كرده بود.

با اين اوصاف، به‌انديشه متخصصين مي‌رسد اسم تنسور براي تراشه موبايلي كاملا بامسما و بجا به‌انديشه متخصصين برسد كه تمركزش را روي قابليت‌هاي پردازش تصوير و ويدئو از طريق هوش مصنوعي قرار داده است. ريك استرلاه، سرپرست بخش سخت‌افزار گوگل مي‌گويد: «دوست داشتيم از اين نام استفاده كنيم و درنهايت، تنسورفلو را به‌صورت بسيار كارآمد روي موبايل‌هاي همراه هم اجرا كنيم.»

شايد اين سؤال پيش بيايد كه هدف گوگل از طراحي چيپ اختصاصي چيست؟ به‌طور خلاصه، مي‌توان گفت كه گوگل با اين كار قصد داشت قابليت‌هاي مدانديشه متخصصينش در زمينه هوش مصنوعي و يادگيري ماشين را كه براي آينده موبايل‌هاي پيكسل متصور است، به‌صورت شخصي‌سازي شده به‌اجرا درآورد. در‌واقع، اين شركت عقيده دارد كه پردازنده‌هاي عمومي همچون اسنپدراگون كوالكام به حد كافي براي پياده‌سازي تلاش‌هاي اين شركت در زمينه هوش مصنوعي سفارشي‌سازي نشده‌اند.

ريك استرلاه درباره تراشه جديد در پستي بلاگي گفت:

تنسور براي متخصصدهاي امروز موبايل‌هاي همراه و متخصصدهاي آينده آن‌ها توليد شده است. با بيشترشدن قابليت‌هايي كه از هوش مصنوعي و يادگيري ماشين تغذيه مي‌شوند، مسئله اصلي ديگر به اضافه‌كردن منابع محاسباتي خلاصه نمي‌شود؛ بلكه استفاده از همان يادگيري ماشين به‌منظور خلق تجربه‌هاي جديد براي متخصصان پيسكل از اهميت زيادي برخوردار است.

استرلاه در گفت‌وگو با وايرد اضافه كرده است كه اين تراشه پيوند يكپارچه‌اي بين سخت‌افزار و نرم‌افزار برقرار مي‌كند؛ دقيقا همان دليلي كه اپل استفاده از تراشه‌هاي M1 را به تراشه‌هاي اينتل در كامپيوترهاي مك خود ترجيح داده است. استرلاه مي‌گويد: «خودمان آن را طراحي كرديم و مالك آن هم خودمان هستيم و خودمان هم از آن استفاده خواهيم كرد. اين تراشه ماست.»

گوگل اعلام كرده است كه تنسور تجربه عكاسي و تشخيص گفت‌وگو را براي متخصصان موبايل‌هاي پيكسل بهبود مي‌بخشد و عناصر پردازش در عكاسي با هوش مصنوعي و يادگيري ماشين تقويت شده‌اند. استرلاه مي‌گويد دوربين‌هاي قدرت‌گرفته از تنسور مي‌توانند در زمان عكاسي از سوژه به‌صورت هوشمند تصميم بگيرند كه درصورت نياز، ساير حسگرهاي دوربين را نيز وارد عمل كنند. علاوه‌براين، مي‌توانند بهترين عناصر از هركدام از عكس‌هاي گرفته‌شده با حسگرهاي عادي و فوق‌عريض را تركيب و هم‌زمان موشن بلر را اصلاح كنند و از حضور صورت‌ها در عكس نيز مطمئن شوند.

در دمويي كه گوگل به‌منظور نمايش اين قابليت منتشر كرد، ويدئويي 4K با ۳۰ فريم‌بر‌ثانيه از صحنه غروب آفتاب در ساحل كه درواقع سناريو پيچيده‌اي براي پردازش HDR به‌شمار مي‌آيد، با استفاده از پيكسل ۵ و پيكسل ۶ و آيفون ۱۲ پرو مكس تصويربرداري شد تا عملكرد اين سه موبايل در پردازش HDR روي ويدئو مقايسه شود. به‌‌‌گزارش ورج، عملكرد پيكسل ۶ در پياده‌سازي HDR روي اين ويدئو بسيار بهتر از دو موبايل ديگر بود.

استرلاه در‌اين‌باره مي‌گويد:

چنين عملكردي از‌طريق مدل‌هاي پيچيده يادگيري ماشين حاصل مي‌شود كه به‌صورت موازي با يكديگر كار مي‌كنند. در اين حالت، عكس‌هاي به‌دست‌آمده از حسگرهاي مختلف يكجا با يكديگر ادغام مي‌شوند؛ دقيقا همان كاري كه مي‌خواستيم با تنسور انجام دهيم.

پيشرفت‌هاي اين حوزه امكان تبديل‌كردن هم‌زمان (Real-Time) گفت‌وگو به متن را در ويدئوها فراهم و هم‌زمان آن را به زبان مدانديشه متخصصين متخصص ترجمه مي‌كند و هنگام استفاده از اين قابليت، حالت ذخيره باتري هم فعال مي‌شود. افزون‌براين، گوگل اعلام كرده است ورودي گفتاري Gboard هم با استفاده از تنسور بهبود زيادي پيدا كرده است؛ بنابراين، مي‌توان سريع‌تر ورودي‌هاي صوتي را به نوشتار تبديل كرد. دستورهاي مستقيم همچون پاك‌كردن يا فرستادن نيز در اين ويژگي تركيب شده تا ارسال پيام با استفاده از تشخيص گفتار آسان‌تر شود.

فعلا گوگل در اين زمينه صحبتي به ميان نياورده است؛ بنابراين، اطلاعات زيادي از مشخصات سخت‌افزاري تنسور در دست نداريم. براي مثال، هنوز مشخص نيست چند هسته پردازشي براي اين تراشه در انديشه متخصصين گرفته شده يا سرعت كلاك آن چقدر است يا پردازنده گرافيكي مجزا براي آن در انديشه متخصصين گرفته شده يا خير. علاوه‌براين، گوگل حتي اعلام نكرده است كه ساخت تراشه مذكور را به چه شركتي سپرده است. مي‌توان انتظار داشت كه با نزديك‌شدن به تاريخ معرفي رسمي پيكسل ۶ و ۶ پرو در پاييز امسال، گوگل اطلاعات بيشتري در‌اين‌باره منتشر كند.

به‌گفته اين شركت، چيپ‌هاي تنسور براي استفاده در دستگاه‌هاي پيكسل سفارشي‌سازي شده‌اند؛ اما مشخص نيست آن‌ها برنامه‌اي براي استفاده از تنسور در سخت‌افزارهاي ديگر خود مثل كروم‌بوك‌هاي آينده دارند يا خير.

گوگل اعلام كرده است از هسته امنيتي جديدي با نام تايتان ام‌۲ (Titan M2) در تنسور استفاده مي‌كند كه باعث مي‌شود پيكسل ۶ و احتمالا موبايل‌هاي آينده بيشترين حد امنيت سخت‌افزاري را در بين موبايل‌هاي موجود داشته باشند. اين جديدترين نسخه از سري پردازنده‌هاي كمكي امنيتي تايتان ام است و سري تايتان اولين‌بار در سال ۲۰۱۸ و براي موبايل‌هاي پيكسل ۳ معرفي شده بود. در اين بخش هم گوگل اطلاعات زيادي بيان نكرده است و انتظار مي‌رود در آينده از قابليت‌هاي تايتان ام‌ ۲ بيشتر بشنويم.