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從5G和AI看移動計算下一步該如何走

時間:2022-11-10 17:29:20來源:量子位

導語:?一切技術創新周期,一切發明時代,其實都是冪集創新作用的時代。我們希望通過這一系列欄目提供一種尺度,丈量技術創新周期的尺度,從技術維度把握創新浪潮的演進路線。

  智能手機之后的下一塊屏幕,到底會是什么?

  AR隱形眼鏡?可做到隨時隨地在眼球上完成圖像計算,在直徑不到2cm的鏡片上,集成了圖像處理芯片、顯示控制和無線通信系統等。

  AR眼鏡的無線設計參考也來了,智能手機和 AR 眼鏡之間可以對計算負載進行分配,二者的融合將會更為絲滑,不免讓人對消費級AR眼鏡抱有更多期待。

  另一邊,ARM for PC也逐漸成為行業共識。ARM架構的低功耗、低耗電優勢被移植到PC端,從而打破移動PC“苦續航久矣”的局面。

  不管是當下火熱的元宇宙領域,還是上一代移動計算平臺,似乎不約而同地向著一個趨勢發展——

  移動性高、低功耗、長續航,還希望兼顧高性能。

  而這些特性,不正是智能手機所具備的?同時也是它在十幾年內成為主流移動計算平臺的最重要原因。

  不知道什么時候開始,智能手機已經不是各種移動計算平臺當中的唯一主角了——至少從技術底層涌動的潮水來看,已經再明顯不過。

  新型移動計算平臺基于過往的升維和融合

  我們確實已經來到移動計算發展的新節點。

  從定義來看,移動計算的范疇覆蓋了可移動設備各類型數據的產生、分享、顯示等全鏈條過程,其中的數據可能來源于人機交互,也可能來自于設備感知等層面。

  當下最普及的移動計算平臺非手機這一形態莫屬。

  如今隨著5G和AI技術普及,人機交互進一步革新,設備感知形式也逐漸發生變化,并進一步催生出新型移動計算形態,如XR硬件、傳統PC更新。

  首先來看5G,無論移動計算的平臺形態如何迭代,通信技術都是不可或缺的一環,甚至會對網絡連接提出更高質量要求。

  回望過去從2G、3G再到4G的發展,其實都聚焦于手機這一載體的應用拓展。而來到5G,這種趨勢已悄然發生了變化。

  標準制定組織3GPP最新釋出的5G功能,應用場景不僅僅局限于手機,而是更加多元化。

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  而底層AI能力,則是驅動移動計算發展的另一大因素,能保證移動設備在有限算力和電源的條件下,具備足夠的數據處理能力,以應對多元化的場景,比如游戲、娛樂、拍照等與我們生活息息相關的功能。

  在智能化、數字化的當下,AI無疑成為了各大平臺廠商、芯片供應商爭相競逐的對象。

  于是,移動計算隨著5G和AI的自然拓展和遷移,并催生了具有更新、更好體驗的全新平臺,也就變得順理成章了。

  而如果將5G當做一種基礎能力,以AI能力為劃分,移動計算的發展方向大致還可以分成兩類:

  一類是升維,一類是融合。

  先說升維,以基于XR設備的移動計算平臺為典型。人類幾千年傳播信息的媒介,無外乎都是二維、平面的介質;而元宇宙的XR設備,直接將二維升成了三維。我們存在的整個空間都變成虛擬化和可計算。這對底層的算法、算力提出了更高的要求。

  拿我們最能感知到的視覺算法來說,手機主要聚焦于二維拍照的場景,包括人臉檢測、超分降噪、畫質增強、超清人像等。

  以高通這一底層玩家為例,驍龍平臺的高通AI引擎屢屢在這方面進階:目前的第七代高通AI引擎已經將面部特征識別點增加到了300個,人臉檢測速度相比上一代提升300%,還有像多幀降噪、局部運動補償等功能。

  而來到XR設備端,一戴上即開始全場景實時計算,包括位置跟蹤、3D對象跟蹤、平面檢測、空間映射和網格化、場景理解等;不僅算法從二維升階到三維,還對真實性、低時延提出了更高的要求。

  另一類則是融合,這一趨勢又以基于PC的移動計算為典型。隨著移動辦公、遠程辦公的需求興起,PC端市場在這幾年中正在迎來前所未有的增長。去年一年,全球PC市場創下了近十年來最大出貨量,達到3.41億臺。

  值得注意的是,且不說一些芯片玩家開始ARM for PC,就是更多手機廠商、互聯網廠商也紛紛在布局平板、筆記本產品,軟件開發者們也開始在打破移動與PC之間的邊界。

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  各種原因,其實不難理解,就是融合生態的優勢。移動手機的發展如火如荼,PC價值又無法替代。不如兩者打通、無縫切換,實現全場景的覆蓋。

  這一點已成為業界共識。比如為了更好的“融合”,一些廠商原本在手機端的一些算法,比如視頻會議時的面部識別、語音識別以及端側AI加速等逐漸遷移到了PC端,還有像多屏協同、通用控制等新興功能,正在成為生產力必備。

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  綜上不難看出,以AI為驅動的移動計算的發展演變,正從基于手機這種單一形態,走向基于手機、XR、新型移動PC等終端或平臺的多融合、多場景,而且速度迅猛。以XR設備為例,根據Counterpoint今年1月的數據,預計2025年,XR頭顯出貨量將達到1.05億臺,相較2021年的1100萬臺增長10倍。

  但如何走怎么走,以及一些尚待解決的技術問題,比如算力、算法以及架構兼容等,都是企業不小的難題,也將影響著未來移動計算的發展迭代。

  怎么看未來移動計算的發展迭代?

  從外在形式來看,移動計算的當下與未來,似乎落在了智能手機、XR設、移動PC等表現形式各異的硬件上。

  但無論用于移動計算的終端或平臺形態如何變化,決定根本屬性的要素依舊是芯片、底層軟件和算法。

  作為當下移動計算平臺的代表,智能手機的技術路線已經發展成熟,且其移動計算能力也還在不斷迭代升級。

  由此一來,關于“移動計算下一步該如何走”的問題,便不再完全是以0為起點的技術開創,而更多是如何讓已有技術實現跨界遷移。

  具體該怎么做?

  行業玩家高通給出了一種技術路線參考——

  將始于智能手機的通用硬件架構和軟件特性作為關鍵因素,逐步擴展至XR、PC等新型移動計算平上。

  而這條路線的最底層能力,還要從5G和AI看起。

  一方面,兩者驅動下,手機端的人機交互方式不再局限于觸摸屏幕。

  如語音助手、手勢交互等功能,他們基于NLP、CV技術,實現了更符合人類自然信息交流方式的人機交互,并激發出了很多前所未有的應用。如第七代高通AI引擎,可以實現通過分析用戶聲音判斷其心情是否抑郁、身體是否健康。

  但是這些大量AI應用數據要在移動計算平臺上快速傳輸,這也就要求平臺同時具備強大的5G通信能力。

  而這些在智能手機上“錦上添花”的功能,放到XR設備上則可能會是剛需,對5G能力的要求也會進一步增強。

  另一方面,海量算法加持讓手機性能一再突破極限。

  比如攝像方面,降噪、自動對焦、使用濾鏡、8K HDR等功能都可在算法的加持下實現,這些成為了手機拍攝大片的關鍵。

  游戲方面,利用深度學習超級采樣技術(DLSS),手機上也能提取渲染場景的多維特征,并智能的組合多幀畫面細節來構造高質量圖像,實現超越傳統渲染的性能,比如云渲染了解一下,這就對5G和AI有著更高維的技術要求。

  還有信號穩定傳輸、電池續航等問題,也能通過AI來智能優化。

  這些方法思路同樣可以用在XR設備、移動PC上來提升性能。

  實際上,以AI作為共通的底層能力,為智能手機、XR設備、移動PC提供技術驅動,是行業內已經認可的技術路線。

  比如,基于“統一的技術路線圖”,高通的AI能力已經逐步滲透到XR、PC等幾乎所有類型的終端。

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  XR領域,Meta Oculus、微軟Hololens、字節Pico、創維VR等幾乎所有主流XR廠商的頭顯設備,都采用了驍龍XR系列平臺。其中驍龍XR2是當前的代表方案之一,高通稱這是首款將5G和AI結合的XR芯片。

  它引入了七路攝像頭支持和定制化計算機視覺處理器,實現了實時追蹤用戶頭部、嘴唇和眼球,26點手部骨骼追蹤等功能。

  場景理解和3D重建能夠將虛擬信息與物理世界更好融合,帶來更為沉浸的交互體驗。

  但與此同時,設備還會感知用戶所在的外部環境,可以通過AI識別出門鈴、孩子哭聲等聲音,來提醒人們處理緊急事件。語音助手也會實時待命,并能在嘈雜環境中識別命令,基于5G信號的能力及時將消息發送至用戶終端(移動計算平臺)上。

  近日高通還發布了最新的第一代驍龍XR2+平臺,在帶來續航和散熱表現的大幅提升之外,還引入了全新圖像處理管線,支持并行感知技術,包括頭部、手勢和手柄追蹤、3D重建以及低時延視頻透視;該平臺的高像素密度能夠支持PC級虛擬景觀,并能夠同時支持多個傳感器和攝像頭,為更逼真的虛擬人物賦予細致入微的面部表情。

  Meta已經發布了基于該平臺的首款產品Meta Quest Pro,與同樣搭載驍龍平臺的手柄結合,可通過多個嵌入式定位攝像頭進行自追蹤,并與頭顯之間實現超低時延;結合面部和眼球追蹤時,能夠在VR中為用戶打造更加自然的虛擬形象。這同樣不失為是一種以升維為核心的融合。

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  移動PC領域,高通也在嘗試用5G和AI來提升移動辦公的生產效率、保護終端隱私。

  比如召開遠程會議時,設備可以準確感知到主體的面部,即便是在人口嘈雜的街邊咖啡店也可以實現精準聚焦,周圍的路人也就不會出現在會議上。

  在第三代驍龍8cx計算平臺上,高通AI引擎可以提供29+ TOPS的加速能力,最高性能提升達3倍。云端部署、本地運行的方式,還能讓輕薄本挑戰高性能任務,并不占用過多資源。

  除了自身應用落地外,高通還將這些底層AI能力集成到一個統一AI軟件棧,實現移動計算底層“大一統”。最上游還是統一的AI框架和AI引擎Direct。隨后通過不同的開發者服務、系統軟件、操作系統,分發給不同的移動計算平臺,比如,智能手機、XR、ACPC(Always Connected PC,即始終連接的PC)等都在其中。

  其中高通還為開發者準備了一系列工具包,包括AI模型增效工具包、神經網絡架構搜索、模型分析器等。

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  這樣一來,它就能實現不同終端之間的應用開發互聯互通,如手機到XR設備,以實現不同終端之間的能力打通。

  以手機為始,拓展出XR和PC等新形態,最后再將其集成給開發者,構建多元的開放生態,是有點“一生二,二生三,三生萬物”的感覺了。

  而如果觀察高通在5G和AI前沿技術上的探索,會發現他們對移動計算的想象還遠不止于此。

  高通的通信領導力自然不必多說。今年3月,高通發布了第五代5G基帶及射頻解決方案——“驍龍X70”。它不但是全球唯一支持從600MHz到41GHz全部5G商用頻段的廠商,還全球首個集成了5G AI處理器,它可以利用AI優化Sub-6GHz、毫米波頻段的5G鏈路,提升速度、網絡覆蓋、移動性、鏈路穩健性、能效,并降低時延。

  而在AI的探索中,今年4月高通發表了一篇論文,介紹了一種用于全景分割的新型神經網絡架構,基于對實例、語義關系的學習,它能像素級標記圖像,有效識別事物特征并進行預測,同時還能自動關注重要的事物,并在所有基準測試中都達到了SOTA。

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  該研究可應用于自動駕駛、AR等場景下,目前已被CVPR 2022收錄。

  想象一下這項成果走向應用,那不就是Free Guy(科幻電影《失控玩家》)走進現實了嗎?

  未來移動計算還承載著人機交互變革

  不可否認的是,包括高通乃至更多玩家都已經認識到以XR、ACPC為代表的新型移動計算平臺催生出的新興場景,有著前所未有的市場和價值。

  用XR設備打開的元宇宙,可用于工業、娛樂、游戲、社交等一切可虛擬化的現實場景,在被廣泛應用之后,未來幾年足以撬動超8000億美元市場規模。而隨著以新型移動PC為代表的移動計算平臺的更加通用,以及與其他計算平臺的更加協同,更多場景與價值有待發掘……

  如果說過去以手機延展出的場景,只是數以百計的垂直軟件生態;那么來到新型計算時代,則是帶來數以百計的橫向產業拓展,進而帶來數以千計、數以萬計的開發者生態與企業機遇。

  而這背后正是AI這一底層技術驅動,所引發的由點到線及面的冪集創新。

  包括前面幾期提到的汽車、物聯網等場景,未來整個移動計算體系所承載著的,還有更為深遠的人機交互變革。

  縱覽整個機器革命,每一次人機交互的革新,都給人類生活方式帶來了巨大的改變。

  以時間為軸,如今移動計算平臺的革新,不正是當下正在發生的人機交互革命?

  以傳統PC為首的人機交互1.0.半導體技術飛躍進步推動個人計算機時代的到來。而像鼠標、鍵盤以及圖形用戶界面的發明,更是讓計算機飛入尋常百姓家,即便那個家庭沒有受到過專業訓練。

  當前,以智能手機為首的人機交互2.0.移動計算平臺已經開始占據主導地位。

  2007年前后以iPhone和各品牌安卓終端為主的觸屏交互逐漸成為移動時代下的主流。人們用手指替代鍵盤,更多生活相關的應用,只需一部手機就可以搞定。因為其便攜性,人人都可以擁有屬于自己的人機交互設備。

  而在可預見的未來,在5G和AI技術驅動下,由XR硬件等新型移動計算平臺引領的人機交互3.0.更讓隨時隨地交互成為可能,就像那個AR隱形眼鏡,只需一睜開眼就能接收信息,動動嘴就能處理信息,一旦規模化普及開來,就是人機交互新時代的開始,如今只剩下最后的100米,要靠底層能力驅動。

  在人機交互3.0時代,一些舊有的移動計算形態也在AI和5G連接等驅動下,帶來新的價值創新,如更智能、便捷的新型移動PC體驗。

  但交互方式等體驗上的改變僅僅是表象,技術的普及普惠,才是移動計算革新帶來的根本上的深遠影響。

  從過去每個家庭擁有一臺PC,到每個人都擁有一臺智能手機,人機交互發生了巨大的變革;而在不遠的未來,每個人將都可以隨時隨地開啟各種全新形式的人機交互體驗。當AI、5G等技術更加深入影響到我們每個個體當中,我們也可以如科幻電影主角那般,以更為多元的方式感知世界。

  這從某種程度上也印證了,任何顛覆性的改變,不僅僅只有像高通這種位于AI、5G等基礎技術頂端的賦能型企業能夠感受到。其實,我們每個人都身處浪潮之中,能夠親身感受和丈量新的時代機遇,成為冪集創新的一份子。


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