端侧AI需求起跳 科技巨头烽火布局

2024-04-19 09:13:58 来源: 21世纪经济报道

  AI大爆发之后,如何落地到端侧备受关注,苹果或将率先走出一步。

  近日,有知情人士透露,苹果即将于6月10日发布的iOS 18所载首批AI功能将完全在设备上运行,这意味着苹果的首批AI大模型功能将不会用到云端处理。

  在更远的未来,苹果可能会提供一些基于云端的AI功能,这些功能或由谷歌Gemini或其他供应商提供支持。

  无独有偶,斯坦福大学研究人员近日也推出了Octopus v2,这是一款在手机、个人电脑等端侧都可跑的大模型,其拥有20亿个参数的高级开源语言模型,专门为Android API量身定制,性能不仅达到与GPT-4相当的水平,还显著提高了推理速度。

  据悉,该模型一夜下载量超2000,这背后是端侧AI日益增长的需求。

  大模型时代,用户个人隐私与数据安全成为更容易被攻破的“互联网脆弱地带”,端侧AI则可以弥合这种潜在风险。

  端侧AI的发展速度也不逊色,芯片与算法等技术突破,应用场景的构造和深化,都在同步推进。

  一方面,高通、联发科等厂商纷纷推出与移动设备AI适配的芯片,为端侧提供底层软硬件的技术支持;另一边,AI手机和AI PC成为端侧AI落地的两大阵地,华为、苹果等手机厂商已经竞相部署,联想、英特尔等也为AI PC的发展提速。

  将端侧AI与云端AI结合的混合式AI也是大势所趋,端侧AI的“未来式”变为“进行时”,或可期待。

  手机大模型横空出世

  4月初,斯坦福研究人员公开了Octopus v2论文。

  Octopus v2这款模型主要面向终端及边缘级设备,可以直接部署在用户的本地设备上。

  论文中提到,Octopus v2代表了Nexa AI在函数调用的大型语言模型(LLM)应用方面的研究突破,主要体现在准确性和延迟这两个关键性能上。Octopus v2在准确性和延迟方面超越了GPT-4,并使上下文长度减少了95%。

  这得益于Octopus-v2-2B引入了一个独特的函数token策略,它能够通过构建“标记—函数”的映射关系来增强模型的准确性,同时缩减了基于检索增强(RAG)模式中模型从函数描述中分析标记,再进行检索和处理的时间,大大减少了准确识别函数名所需标记的数量,简化流程从而提高推理速度,降低延迟。

  这种方法在训练和推理阶段要优于RAG的方式,显著提高了模型的推理速度,比Llama7B+RAG方案提高了35倍,推理所花时间只有GPT-4的三分之一左右。这种低延迟的特性对于贴合边缘计算设备尤为有利。

  Octopus-V2在低延迟的基础上同时保证了准确率,在函数调用准确率上超过99%,实现了与GPT-4和RAG+GPT-3.5相当的函数调用准确率,甚至更高。

  Octopus v2与Android相适配,其生成实现高质量训练的数据集涉及两个关键阶段。第一,创建特定的API的可解查询数据集,并为它们生成适当的函数调用。第二,创建不可求解的查询,并由不相关的函数体补充。之后,使用合并两者、用于严格验证的二进制验证机制,这样可确保收集优化的训练数据集,有望显著改善模型功能。

  Octopus v2的高准确率和低延迟满足了目前端侧AI应用的需求,无需大量的计算资源、无需长时间的响应等待。论文中也指出,Octopus v2在智能手机助手、智能家居、教育和医疗等方面具有广泛的应用潜力。

  科技巨头烽火布局

  端侧AI的技术进展为大模型的实际落地打好了基础。

  各芯片厂商继续在卷技术的路上狂奔。以高通和联发科为代表的厂商将集成多种功能组件的SOC芯片作为竞争重点。

  具有强大AI算力的SOC芯片载入手机,为端侧AI提供底层性能和技术支持。

  据华金证券整理,手机SOC芯片中的AI分数前十被“天玑”和“骁龙”霸榜,芯片全部来自高通和联发科两家厂商。

  2023年10月,高通正式发布首款专为移动设备生成式AI设计的芯片——骁龙8 Gen 3。该芯片沿用融合式的AI加速架构,将Hexagon DSP升级为Hexagon NPU,可运行百亿参数大模型。Hexgon NPU升级了全新的微架构,整体性能提升了98%。

  同样是去年,联发科移动SOC芯片天玑9300发布,这是全球首款全大核架构智能手机芯片。

  据悉,今年3月28日,联发科已在天玑9300等旗舰芯片上部署通义千问大模型,首次实现大模型在手机芯片端深度适配。

  在此之上,端侧AI的应用场景也在迅速拓展。AI手机、AI PC领域的发展如火如荼,汽车、XR以及物联网等终端品类也迫不及待地载入AI赋能。科技龙头企业的布局之战已经打响。

  其一是AI手机。浙商证券601878)分析师认为,现在AI手机正处于产业爆发前夜,植入AI大模型让真正的“私人定制助理”成为可能。在手机里导入AI,主要在提升文本图像等内容创建、语音转文字等工作的便利和效率提升上发挥作用。同时,手机AI能够打破各APP之间的壁垒,比如荣耀MagicOS 8.0的“任意门”功能,使跨应用操作更加丝滑。另外,由于数据保存在端侧,用户的隐私得到更有效的保护。

  基于上述应用场景,各方开始发力。技术端,适配于手机端的AI大模型层出不穷;产品端,各手机厂商也赶上潮流,纷纷将AI融入了自家的新品。

  iPhone 15系列中,Pro和Pro Max搭载了苹果最新一代自研芯片A17 Pro,包含六核CPU和六核GPU,A17 Pro是整个手机行业中首款应用3纳米制程的芯片,核心性能得到提升。在2023财年第三财季财报发布会上,苹果CEO库克表示,未来几个月内,苹果公司用于生成式AI的研发支出将进一步增加。在今年MWC(世界移动通信大会)上,三星发布了多款搭载Galaxy AI的产品。

  国内厂商也不甘其后。

  去年8月,华为发布HarmonyOS 4,通过盘古大模型的底层能力加持,为用户带来智慧终端交互、高阶生产力效率、个性化服务的全新AI体验变革;小米自研13亿参数端侧大模型MiLM已经对内部正式开源;荣耀Magic6系列搭载高通骁龙8 Gen 3移动平台,支持荣耀自研70亿参数的端侧AI大模型;OPPO自主训练的Andes GPT以端云协同为基础架构设计思路,推出从10亿至千亿多种不同参数规模的模型规格;去年11月VIVO发布自研AI大模型蓝心,目前已能实现超过700种手机相关功能。

  其二是AI PC。IDC中国区副总裁王吉平告诉记者,AI PC将成为AI终端核心场景。近年来,硬件端和软件端共同趋于成熟,相关产品不断推出、落地,AI PC的生态正逐步建立。

  2023年,英特尔提出“AI PC加速计划”,宣布将为软件合作伙伴提供工程软件和资源,以在2025年前为超过1亿台PC实现人工智能特性。

  联想早早提出了“AI for All”战略,重点展示了联想在端侧大模型方面的能力,以及联想的首款AI PC产品。在今年的MWC上,联想全景式AI产品组合亮相,最新一代商务AI PC发布,展示了AI终端未来方向。

  IDC与联想联合发布的《AI PC产业(中国)白皮书》预测,AI PC在中国PC市场中新机的装配比例将在未来几年中迅速攀升,将于2027年达到85%,成为PC市场主流;同时,整体AI终端市场也将迎来爆发,2024年中国终端设备市场中将有超过半数的设备在硬件层面具备AI算力基础,至2027年,这一比例将增长至近80%的水平,并进入平稳提升阶段。

  端侧AI突破优势

  云端AI的使用必须要联网,数据的存储和处理都在云端进行,而端侧AI在终端设备上进行轻型AI模型运用。

  基于此,浙商证券分析整理了端侧AI的主要优势,包括速度更快、响应更及时、私密数据等隐私安全更有保障。

  相比于云端AI庞大数据训练所需要耗费的成本,端侧AI的成本也更低。此外,与云端相比,端侧AI能够以很低的能耗运行生成式AI模型。

  具体来看,因为端侧AI不用将数据传到云端,这在很大程度上避免了数据和隐私泄露等安全隐患。对于个人而言,端侧AI的隐私保护性更强,对于企业等工作场景而言,这有助于公司机密的保护。

  前述白皮书进一步指出了AI PC隐私安全保护措施,主要包括隔离隐私信息和公共请求,确保授权在前、上传在后,以及本地闭环推理、安全芯片配置等。

  一位AI PC研发人士认为,虽然云端较端侧AI的算力更高,但当云端的需求过载时,会产生大量排队等待和高延迟,甚至出现拒绝服务的情况。而端侧AI的数据存储和处理都在本地运行,响应更及时。

  “端侧AI在本地运行,会更稳定。”浙商证券分析师表示,根据测算,如果所有的推理案例都在云服务器上进行,准确率是79.31%;如果49.88%的推理案例在移动端进行,其余在云端进行,仍可达到79.31%的云级准确率,可见端侧AI具有高可靠性。

  另外,端侧AI可以通过终端独立运行以及云—端协同承担计算负载,大大降低云端算力需求及能耗成本。端侧AI所具有的自然语言语音交互的天然优势,可以便捷地获取图片、照片、视频、位置等信息。

  从云端AI转向端侧AI或结合端侧形成混合AI,未来AI发展的走向在现在已经初现端倪。荣耀CEO赵明曾在采访中指出,端侧大模型和云端网络大模型应该是协同的,不是互斥的。前者更有利于处理个人,尤其是涉及用户隐私的数据,后者的算力更高。

  “未来端侧大模型能够帮我们更好地与网络大模型沟通,或者是说把端侧大模型做好了会提升网络大模型的使用效率。”赵明表示。

  让生成式AI更便利、高效地服务于人类,便利性与安全性,是两驾并行的马车,以端侧AI为底色的混合式AI,或许能解决好两者的平衡。

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