AI無所不在 前進行動裝置勢在必行
在通膨壓力與經濟低迷的影響下,全球有超過半數的企業正面臨嚴重的人力與技術缺口。在此同時,企業也面臨營運成本增加的壓力,IDC預測,AI的自動化發展將成為企業解決壓力的重要投資。企業自動化應用目前仍面臨AI應用擴展及協同串接的難題,并且在目前單模態的AI應用,已不足以滿足企業在實時決策、預測能力的需求。
放眼未來,能夠同步處理文本、視覺影像、音頻等應用的多模態AI,將有機會幫助企業解決面對的難題,提供更精準的自動化性能,跨越企業內部各種業務流程的決策串流障礙。多模態AI的自動化應用,已逐漸在智能能源與芯片開發設計上嶄露頭角。IDC預測到 2023 年,持續的人才不足與技術缺口將促使 35%的企業開始投資AI技能,并且預期在2026年將有40%的AI模型能涵蓋多模態的數據演算,這也成為未來企業展現營運韌性不可或缺的必備條件。
人工智能無所不在
然而,現階段人工智能發展所面臨到的兩大挑戰,包括了大量人為介入導致的偏差與效率問題,以及類神經網絡算法所帶來的信任問題。根據IDC研究指出,目前的人工智能技術只能算是弱AI,意味著只能應用在單一領域中。而這也讓下一代人工智能技術的發展,將朝向Omnipresent AI(無所不在人工智能)發展,讓人工智能可以真正做到算法融合、流程的自動化、以及虛實整合。在這樣的發展基礎下,人工智能將可望更有效率地應用在多種不同的虛實融合場域,也讓AI的應用能更多元普及。人工智能朝向強AI發展,也將使企業對于人工智能的需求大幅提升。
IDC預估到2024年,50%的結構化可重復性的事務,將可實現全面自動化。并且在未來10年內,達到人類僅需在旁監督,不用直接下指令,機器便能自行進行動作,并決定事務執行方式的產業運作目標。
圖一 : 現階段人工智能發展面臨到的挑戰,包括大量人為介入導致的偏差與效率問題,以及類神經網絡算法的信任問題。
行動神經運算三大要素
除了企業端的導入,為了達到無所不在的人工智能,為行動裝置導入AI能力與神經運算已經勢在必行,讓人工智能也能隨身帶著走。Arm資深業務開發經理暨首席應用工程師沈綸銘指出,對于行動裝置來說,神經運算最需要的要素有以下三點:
●機器學習推論(Machine learning influence) 的執行效率:在終端裝置提供有效率的神經網絡執行效能,是用戶導入的第一個關鍵。
●功耗效率:省電絕對是行動裝置持續的追求。在得到類神經運算之下,第二個要素就是降低功耗的需求,加速行動裝置類神經運算導入市場。
●軟件框架的支持:目前人工智能的訓練框架各不相同,導致終端裝置要執行類神經運算無法直接使用,需要額外人力成本進行模型轉換,同時也會造成模型經度損失。所以行動裝置執行類神經運算時,必須在項目規畫的初期,就選擇公開兼容于各種訓練框架的軟件方案。
圖二 : 企業開始運用集體智慧的力量來提高生產效率。
Arm架構神經運算特色
Arm架構是目前多數行動裝置所采用的運算核心。沈綸銘說,行動裝置上導入AI與ML伴隨了許多的挑戰,而Arm架構也針對這些問題,進行了以下的解決與優化。
●持續在CPU、GPU增加AI 運算的能力:目前大多數的機器學習都是在Arm CPU和GPU上進行處理,因此Arm持續發布新的效率與功耗改進項目,甚至可以在最小的終端裝置與傳感器上,運行機器學習模型。Arm機器學習解決方案結合硬件IP、軟件與人工智能開發框架,可協助指導設計人員為云端、邊緣與端點建構次世代創新、可攜式的人工智能應用項目。
●持續優化軟件效能整合度:Arm的機器學習SDK包含所有的Arm IP(CPU、繪圖處理器與 NPU),提供更好的機器學習效能。開放原始碼的SDK支持常見的框架與模型格式(例如Tflite、TFLiteμ、Android NNAPI、PyTorch與ONNX),因此可以快速整合及打造流暢的開發人員體驗。軟件可支持各種Arm處理器工作負載,只要開發一次就能部署到各個地方。
●協助算法以及終端用戶合作開發新的AI應用:Arm AI是多功能及可擴充的人工智能開發環境,結合各種IP 、工具、軟件及支持,可幫助生態系伙伴創新,開發新的AI應用。
沈綸銘說,Arm持續致力于提供于省電的運算架構。神經運算底層的行為,其實就是大量的矩陣運算跟數據的搬動,不論是Arm設計的CPU、GPU、NPU,都會在設計的初期就考慮終端應用場景對功耗的要求。也因為這樣的特色,使得許多合作伙伴也選擇采用整套的Arm Total Solutions for IoT。例如奇景光電的客制化圖像處理芯片解決方案就是采用了Arm Corstone-300,且無縫的執行于Arm虛擬硬件目標(AVH)之上,使其SoC更兼容于Arm生態系的軟硬件支持架構。而AVH即將擴展到第三方裝置平臺,將使開發流程更加順暢。這些都將能為開發人員大幅縮短開發流程與時間、可專注于特定使用場景,提升客戶的使用經驗。
另外還有開放的軟件框架支持。坊間神經運算架構方案多半采用封閉的軟件框架,導致可以導入的使用場景十分有限,無法滿足行動裝置所需的語音、影像,甚至是混合型(sensor fusion)的各面向應用場景。因此Arm在規劃神經運算軟件架構時,便意識到這個問題,在規劃CPU、GPU、NPU軟件架構時,便十分重視開源的軟件生態。
結語
隨著AI技術應用發展、終端智能裝置的增加,與企業數字轉型的浪潮推動下,IDC觀察到有越來越多的企業開始運用集體智慧的力量,搜集并啟用集群式的事物或機器,以提高生產效率、融合內部協作,達到知識管理與決策制定等目的。IDC認為這些多樣態的智慧終端,將經由中心化、去中心化、與異質化群體學習等方法,讓學習,預測,與行動更加快速有效。預期制造業、零售業、醫療產業將在未來最有機會導入群體智慧發展,逐步邁向全自動化,并創造更多產業發展機會。
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