游戲的未來屬于AI終端側(cè)AI的未來又屬于什么

游戲的未來屬于AI，而游戲的現(xiàn)在正在被AI慢慢改造，這些“改造”在目前還是潛移默化的。筆者認(rèn)為，在這方面最好的例子是來自高通的人工智能引擎AI Engine，它正在以一種悄無聲息的方式改變著移動(dòng)端的游戲。游戲的未來屬于AI”，每當(dāng)筆者在NBA 2K游戲中被電腦隊(duì)友無厘頭的操作坑害時(shí)，都會(huì)默默在心里堅(jiān)定這個(gè)想法。一方面確實(shí)因?yàn)椴簧偃似诖谟螒蜻^程中擁有更好的體驗(yàn)，另一方面，AI在當(dāng)下也確實(shí)非常火，盡管在它前進(jìn)的道路上可能還有很多意想不到的事情會(huì)發(fā)生，但沒有人能夠否定它確實(shí)是未來趨勢(shì)這個(gè)事實(shí)。

任何事情都是循序漸進(jìn)的，AI的應(yīng)用也是，例如在移動(dòng)端，AI被用于系統(tǒng)流暢度的優(yōu)化，拍照的智能識(shí)別，實(shí)時(shí)翻譯，語音助手等，這些看似基礎(chǔ)的應(yīng)用會(huì)隨著技術(shù)的進(jìn)步深刻地改變我們的生活，而游戲和AI的結(jié)合，將會(huì)改變我們的娛樂方式。

游戲的未來屬于AI，而游戲的現(xiàn)在正在被AI慢慢改造，這些“改造”在目前還是潛移默化的。筆者認(rèn)為，在這方面最好的例子是來自高通的人工智能引擎AI Engine，它正在以一種悄無聲息的方式改變著移動(dòng)端的游戲。

AI改變游戲的機(jī)理

AI是什么?總結(jié)來說，AI本質(zhì)上就是一種更接近人類思考方式的新型算法，沒錯(cuò)，是一種算法。智能手機(jī)上，所有的能力歸根結(jié)底都是運(yùn)算，所以AI改變游戲，本質(zhì)上是改變游戲運(yùn)算的算法。

手機(jī)上哪些組件是運(yùn)算的核心?答案是CPU、GPU，但是我們知道，CPU和GPU各有擅長的運(yùn)算邏輯，CPU擅長單一卻復(fù)雜的運(yùn)算，而GPU擅長大量簡(jiǎn)單卻重復(fù)繁瑣的運(yùn)算，而AI的算法和傳統(tǒng)的算法都不同，怎么辦?有人想到為AI增加一個(gè)專門的運(yùn)算核心，但這不是唯一的解決方案，例如高通打造的AI Engine就通過綜合調(diào)配CPU和GPU的運(yùn)算能力來高效地運(yùn)行AI算法，同時(shí)在這個(gè)基礎(chǔ)上加入了一個(gè)專門面向AI處理的硬件核心Hexagon張量加速器。充分利用了驍龍的異構(gòu)多核可編程架構(gòu)，來解決AI的運(yùn)算需求。

筆者認(rèn)為，后者或許更適合移動(dòng)端游戲的場(chǎng)景。我們知道，游戲?qū)τ谥悄苡布允且豁?xiàng)需要調(diào)用各方面組件進(jìn)行處理的復(fù)雜任務(wù)，當(dāng)然，最主要的是CPU和GPU。在進(jìn)行游戲時(shí)，首先對(duì)CPU的運(yùn)算處理能力有較高的要求，在一些比較大的游戲場(chǎng)景中，運(yùn)算負(fù)荷較大，需要性能強(qiáng)大的CPU予以支持，在系統(tǒng)加載方面不僅需要CPU的能力，還需要整個(gè)系統(tǒng)帶寬的支持。在整個(gè)游戲運(yùn)行過程當(dāng)中，非常多場(chǎng)景切換也是需要CPU來做多線的工作。因此，CPU決定了游戲體驗(yàn)的基礎(chǔ)。

而GPU方面，則主要負(fù)責(zé)游戲畫面的圖形渲染。游戲是通過畫面與用戶進(jìn)行交互，游戲畫面的流暢度、畫質(zhì)的逼真程度關(guān)系到游戲的核心體驗(yàn)，而這和圖形渲染的能力息息相關(guān)。計(jì)算機(jī)將存儲(chǔ)在內(nèi)存中的形狀轉(zhuǎn)換成實(shí)際繪制在屏幕上的對(duì)應(yīng)圖形的過程稱叫做渲染，由于游戲畫面是連續(xù)運(yùn)動(dòng)的，所以圖形渲染對(duì)速度有很高的要求。GPU的并行計(jì)算能力使其能夠快速將圖形結(jié)果計(jì)算出來并在屏幕的所有像素中進(jìn)行顯示，這是串行架構(gòu)的CPU無法做到的，所以，GPU對(duì)游戲的交互體驗(yàn)也有著至關(guān)重要的作用。

所以，具體到AI在游戲方面的應(yīng)用如果能讓CPU和GPU彼此配合進(jìn)行AI運(yùn)算，顯然這樣高效的AI處理方式能為游戲帶來全方位的體驗(yàn)升級(jí)，高通的AI Engine就是這樣做的。不僅如此，高通還在CPU和GPU的基礎(chǔ)上，將Hexagon向量處理器也引入進(jìn)來。

Hexagon向量處理器是移動(dòng)異構(gòu)運(yùn)算必要的處理引擎，它能夠以較低的功耗高性能地處理各種各樣的任務(wù)，非常擅長在低功耗下處理聲音、圖像增強(qiáng)功能以及高級(jí)攝像頭和傳感器信號(hào)處理等涉及向量數(shù)學(xué)的應(yīng)用工作負(fù)載，所以現(xiàn)在的應(yīng)用場(chǎng)景越來越廣泛，可以說是AI神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算的“得力助手”。當(dāng)然，在游戲畫面渲染等過程中也會(huì)產(chǎn)生大量的向量運(yùn)算，所以Hexagon向量處理器十分適合處理游戲運(yùn)行中產(chǎn)生的大量運(yùn)算。

而且隨著手機(jī)游戲?qū)I性能的要求越來越高，以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，高通最新第四代AI Engine的Hexagon處理器不但集成了4個(gè)Hexagon向量加速器，還新增了一個(gè)高通自主設(shè)計(jì)的全新AI處理核心——Hexagon張量加速器，它可以獨(dú)立完成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算，讓AI Engine的性能表現(xiàn)得到了進(jìn)一步提升。

當(dāng)然，僅有硬件層面具備AI神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算的能力是不夠的，就像一個(gè)樂隊(duì)，硬件模塊只是一個(gè)個(gè)天賦異稟的樂手，他們還需要一個(gè)指揮，才能奏響真正的AI交響曲，而這個(gè)指揮，就是高通第四代AI Engine平臺(tái)的各種軟件和工具，它們負(fù)責(zé)智能地協(xié)調(diào)CPU、GPU、Hexagon處理器等硬件之間的運(yùn)算分配，同時(shí)也能夠讓開發(fā)者們更便捷地實(shí)現(xiàn)大量創(chuàng)新，打造出色的AI應(yīng)用。

具體來說，高通第四代人工智能引擎AI Engine的軟件平臺(tái)，包括驍龍神經(jīng)處理引擎SDK、Android NN API以及Hexagon Neutral Network(NN)庫等。驍龍神經(jīng)處理引擎(NPE)支持Tensorflow，Caffe和Caffe2等深度學(xué)習(xí)框架，可以讓開發(fā)者選擇合適的運(yùn)算內(nèi)核來滿足用戶體驗(yàn);Android NN API則可以讓開發(fā)者能通過安卓系統(tǒng)直接訪問驍龍平臺(tái);NN庫則可以讓AI算法直接在Hexagon向量處理器上運(yùn)行。通過軟件平臺(tái)的支持和智能調(diào)配，在游戲運(yùn)行過程中才能最大程度地優(yōu)化畫面、性能、功耗等各方面的表現(xiàn)。

終端和產(chǎn)業(yè)落地，AI才能更好地改變游戲

從上面的介紹可以看出，通過AI來實(shí)現(xiàn)游戲體驗(yàn)的提升是可行的，特別是高通的AI Engine利用和游戲運(yùn)行緊密相關(guān)的不同運(yùn)算核心來做AI算力支撐、彼此協(xié)調(diào)，是更為高效、可靠的解決方案。不過，無論是為AI提供專門的運(yùn)算核心，還是像高通AI Engine那樣采用異構(gòu)運(yùn)算的方法為AI運(yùn)算提供支持，本質(zhì)上都是移動(dòng)設(shè)備上AI運(yùn)算的解決方案。想要實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的AI游戲體驗(yàn)，需要在大量的實(shí)際應(yīng)用過程中積累經(jīng)驗(yàn)、優(yōu)化AI運(yùn)算方式，也需要與游戲、軟件等生態(tài)廠商相互配合，共同帶來創(chuàng)新的AI游戲應(yīng)用。在這一點(diǎn)上，高通AI Engine亦具備足夠的優(yōu)勢(shì)。

首先，高通所打造的智能手機(jī)移動(dòng)平臺(tái)為海量的安卓智能終端提供支持，根據(jù)財(cái)報(bào)，高通2019年Q1季度MSM芯片出貨量即達(dá)1.86億，而高通驍龍SoC目前無論是高端、中端還是入門級(jí)，均在AI能力方面有所支持，目前驍龍660以上的移動(dòng)平臺(tái)全都集成了AI Engine;終端廠商方面，小米、一加、vivo、OPPO、摩托羅拉、華碩、中興、努比亞等諸多主流終端廠商已經(jīng)用上高通AI Engine，所以廣泛的用戶基礎(chǔ)為高通AI Engine積累了大量的“實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)”，可以它可以進(jìn)一步優(yōu)化提升，更“懂”用戶。

事實(shí)上，高通和智能手機(jī)終端廠商以及游戲內(nèi)容提供商之間也一直保持著密切的合作。舉個(gè)例子，在今年4月份的AI開放日上，高通即宣布了和vivo、騰訊王者榮耀團(tuán)隊(duì)以及騰訊AI Lab共同合作的“想象力工程”，通過驍龍855移動(dòng)平臺(tái)上第四代AI Engine的異構(gòu)計(jì)算能力，在vivo的iQOO手機(jī)上將移動(dòng)游戲的AI推理能力首次大規(guī)模從云端遷移至終端側(cè)，讓以《王者榮耀》為代表的多人實(shí)時(shí)戰(zhàn)術(shù)競(jìng)技(MOBA)類游戲獲得體驗(yàn)的升級(jí)和優(yōu)化，其中讓筆者印象深刻的是vivo基于第四代AI Engine的運(yùn)算能力打造的移動(dòng)端AI電競(jìng)戰(zhàn)隊(duì)SUPEX，在實(shí)戰(zhàn)中的智能表現(xiàn)讓人眼前一亮。

需要說明的是，以上我們所說的AI Engine的運(yùn)算都是在終端側(cè)進(jìn)行的，這會(huì)讓游戲的運(yùn)行獲得更高的可靠性和更低的時(shí)延，同時(shí)高效利用網(wǎng)絡(luò)帶寬。高通正在積極推動(dòng)AI從云端走向終端應(yīng)用和落地，當(dāng)然，未來云端AI也會(huì)扮演重要的角色。除了這些，高通也在AI軟件層面和云服務(wù)層面上和游戲、音頻等生態(tài)的廠商進(jìn)行廣泛深入的合作，這些合作將會(huì)為未來游戲的表現(xiàn)形式帶來更多的創(chuàng)新，例如手機(jī)端的AR游戲等。

AI Engine的效果如何，我們實(shí)際體驗(yàn)看看

現(xiàn)在，我們來看看目前驍龍AI Engine在提升手機(jī)端游戲體驗(yàn)方面究竟表現(xiàn)是怎樣的，筆者這里做一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試。

在測(cè)試時(shí)，筆者選擇了OPPO Reno極夜黑以及十倍變焦版本作為測(cè)試載體，它們分別搭載高通驍龍710和驍龍855移動(dòng)平臺(tái)。驍龍710和驍龍855作為高通旗下兩款不同定位的移動(dòng)平臺(tái)，均集成了AI Engine，其中驍龍855移動(dòng)平臺(tái)集成了高通最新的第四代AI Engine。使用搭載這兩款處理器的手機(jī)運(yùn)行同一款游戲《和平精英》，然后我們分別測(cè)試兩款手機(jī)運(yùn)行游戲過程中的畫面表現(xiàn)、幀率、以及功耗發(fā)熱情況。

首先我們比較一下兩款手機(jī)在運(yùn)行《和平精英》時(shí)的畫質(zhì)表現(xiàn)，在游戲進(jìn)行時(shí)，筆者將兩款手機(jī)的游戲畫質(zhì)選項(xiàng)調(diào)整為相同等級(jí)，然后對(duì)比在相同場(chǎng)景下的畫質(zhì)表現(xiàn)。

從對(duì)比的結(jié)果來看，OPPO Reno極夜黑以及十倍變焦版本在畫面呈現(xiàn)上的區(qū)別其實(shí)還是一眼能夠分辨的，但這更多是風(fēng)格上的不同，OPPO Reno十倍變焦版的畫面偏向于濃艷，對(duì)比度也更高，而OPPO Reno極夜黑版本的畫面色彩更平和一些。至于具體的現(xiàn)實(shí)細(xì)節(jié)方面，對(duì)比兩款手機(jī)在渲染墻壁、花草以及水面時(shí)，可以看到貼圖的細(xì)膩程度并沒有明顯的差別，不過得益于驍龍855的Snapdragon Elite Gaming特性，OPPO Reno十倍變焦版的光照以及陰影渲染在基于物理渲染(PBR)和TrueHDR的支持下要更為出色，更接近于現(xiàn)實(shí)光照的效果。

接下來是游戲?qū)嶋H運(yùn)行的體驗(yàn)。首先是OPPO Reno極夜黑版本，筆者進(jìn)行了20分鐘的游戲測(cè)試，耗電6%，由于《和平精英》在這款手機(jī)上的畫質(zhì)選項(xiàng)最高為“高清”，幀數(shù)設(shè)置最高的“高”，所以在整個(gè)游戲過程中，平均幀率維持在極限的30FPS的水平，幀數(shù)的波動(dòng)并不明顯，實(shí)際游玩過程中并沒有發(fā)現(xiàn)影響體驗(yàn)的掉幀或卡頓情況。

游戲進(jìn)行時(shí)，筆者也注意了一下驍龍710的核心調(diào)度情況，其中兩顆最高2.2GHz的A75性能核心主頻在1.5GHz-2.2GHz之間反復(fù)波動(dòng)，而6顆最高主頻1.7GHz的A55核心大部分情況下可以維持在0.9GHz的水平。性能資源的調(diào)配還是比較有序的。而測(cè)試結(jié)束后，筆者測(cè)得OPPO Reno極夜黑版本機(jī)身最高溫度為36.5℃，溫?zé)?，不燙手。

然后是OPPO Reno十倍變焦版，《和平精英》在這款手機(jī)上畫質(zhì)可調(diào)到“HDR高清”，幀數(shù)設(shè)置則可以設(shè)置為“極限”，進(jìn)入游戲后，就可以感受60FPS吃雞的爽快了。筆者在各項(xiàng)畫質(zhì)調(diào)到最高的情況下游玩了20分鐘，耗電為8%。游戲過程中，《和平精英》基本可以維持在60FPS的水平，偶爾會(huì)有1-2幀的波動(dòng)，整體體驗(yàn)非常流暢穩(wěn)定。

在這種極限畫質(zhì)的情況下，驍龍855移動(dòng)平臺(tái)主要?jiǎng)佑昧巳w最高主頻2.42GHz的A76性能核心以及四顆最高主頻1.8GHz的A55效率核心，其中A76核心的頻率大部分情況下可以維持在2.0GHz左右，而A55效率則主要在1.0GHz和1.7GHz之間頻繁波動(dòng)，而最高主頻2.84GHz的A76超級(jí)核心頻率主要維持在0.8GHz。這從側(cè)面可以看出驍龍855的性能潛力還是比較大的。

20分鐘的游戲結(jié)束后，筆者測(cè)得機(jī)身溫度最高為37.7℃，但也依然沒有到燙手的程度。

通過對(duì)兩款手機(jī)的測(cè)試，筆者發(fā)現(xiàn)，對(duì)于驍龍710和驍龍855這兩款性能定位不同的移動(dòng)平臺(tái)而言，在運(yùn)行《和平精英》這同一款游戲時(shí)，基礎(chǔ)的游戲體驗(yàn)都十分出色，當(dāng)然，驍龍855因其旗艦級(jí)的定位和Snapdragon Elite Gaming的支持而獲得更豐富的體驗(yàn)選項(xiàng)，例如60FPS、更高的畫質(zhì)、和更逼真的視效，但是在各自定位給定的條件下，兩款手機(jī)在流暢度、穩(wěn)定性、功耗和發(fā)熱控制方面均能輕松達(dá)到最好的運(yùn)行效果和體驗(yàn)，而這背后，其實(shí)正是高通人工智能引擎AI Engine智能調(diào)配資源、分配工作負(fù)載的結(jié)果。它實(shí)現(xiàn)的，并不是要“突破硬件性能的限制”，而是如何結(jié)合自身的性能定位，更加合理分配資源，高效地處理游戲復(fù)雜的任務(wù)，從而支持小小的智能手機(jī)帶來媲美PC品質(zhì)的流暢、智能的游戲體驗(yàn)。

總結(jié)

AI改變游戲這件事，需要循序漸進(jìn)，但游戲的未來，屬于AI。當(dāng)前我們可以利用AI來優(yōu)化游戲在終端側(cè)運(yùn)行的基礎(chǔ)游玩體驗(yàn)，而隨著技術(shù)的慢慢成熟，或許我們能看到AI作用下的更智能、更符合人類思考的游戲內(nèi)容，看得再遠(yuǎn)一些，甚至未來游戲的形式也會(huì)因?yàn)锳I而出現(xiàn)創(chuàng)新。而通過對(duì)高通人工智能引擎AI Engine的講解和測(cè)試，筆者則看到了未來AI在終端側(cè)的無限潛力和空間。而當(dāng)它們和游戲不斷融合達(dá)到質(zhì)變時(shí)，必然帶來變革性的游戲體驗(yàn)。