GoogleI/O2022回顾：Pixel6a中的自研芯片Tensor水平如何？

来源:电子工程世界发布时间:2022-05-13553浏览

美国东部时间5月11日13点（北京时间5月12日凌晨1点），谷歌在美国旧金山海岸线圆形剧场举行了2002年Google I/O谷歌开发者大会。

在2小时的主题演讲上，谷歌重新梳理了自己现有AI，计算，数据模型的进度，演示了关键技术应用。让人颇感意外的是，这次开发者大会上，谷歌一口气发布了五款硬件产品，包括智能手机、智能手表、TWS耳机、平板电脑和一款概念AR眼镜。

Pixel 6a正式发布，Tensor水平如何？

第一个登场的硬件产品是谷歌Pixel 6a智能手机，与此前发布的Pixel 6有着相似的外观设计，同样搭载Android 12系统，售价却为449美元（约合人民币3000元，比Pixel 6便宜了100美元）。同时采用LPDDR5 内存+UFS 3.1，其性能堪比Pixel 6系列。充电与续航方面，Pixel 6a配备4410mAh的电池以及18W快充，支持WiFi 6E，支持IP67级防水。

Pixel 6a后置采用 1200 万像素主摄+1200 万像素超广角镜头，前置采用 800 万像素镜头，支持拍摄30/60 fps的1080p / 4K视频和240fps的1080p慢动作视频。本次的Pixel 6a还新增了Magic Eraser、FaceUnblur功能以及RealTone滤镜，使得拍摄的画面更加真实，影像能力也是比较出色的。

核心处理器方面，Pixel 6a不出意料的搭载了谷歌自研芯片Tensor处理器，机器学习模型运行速度相比Pixel 5a快了5倍，支持屏下指纹识别功能。此外还配备了Titan M2安全协处理器，谷歌曾表示，Titan M2 能够抵御高级攻击，包括电磁分析、电压毛刺和激光故障注入。

Tensor 的由来

Tensor是谷歌首颗自研智能手机芯片，于2021年8月正式发布并搭载在谷歌Pixel 6系列上。

据此前媒体报道，Google Silicon 团队此前并没有复杂 SoC 芯片的设计、制造经验，此前的作品更多的是 Pixel 2、Pixel 3 的图像处理芯片 PVC，Pixel 3 及后续的 Titan M 安全芯片。

Tensor 属于 Google Silicon 团队的首款作品。Google Silicon 团队的副总裁菲尔卡马克（Phil Carmack）在 Ars Technica 的采访之中曾坦言，「虽然我们是初涉 SoC 领域的团队，但我们知道如何去打造一枚专业级芯片，我们有着非常可靠的实现路径。」

Tensor 与三星 Exynos 的命名规则较为接近，几年前就传出三星半导体已开始提供「半定制」芯片的服务。

ETNews 在2021年 8 月份的报道中就表明，三星会根据客户需求提供定制技术与功能，甚至可以在芯片设计阶段就可以介入。

Google Tensor 丝印内部命名为 S5P9845，而 Exynos 2100 则是 S5E9840. 图片来自：TechInsights

虽然近些年，三星的 Exynos 芯片不如高通和联发科，但在角色上，三星已然不再是简单的芯片制造商，格局打开了。

除了背景信息，Tensor 与 Exynos 用着相同的 CPU、GPU 架构，且电源管理、IO、存储控制器等等大功能模块均为同源。只是，在 SoC 大功能模块的设计之上有着「客制」的影子，Tensor 与 Exynos 有着很大的不同。

直白的说，Tensor 便是三星「半定制」芯片服务的一个客户，Google 提供设计主旨，三星负责搭建生产。

严格来说，Tensor 应该是一款「客制化」的芯片，并非由 0 到 1 创造，而是从 1 到 2，或者 1 到 3。

这也基本解开了 Tensor 身世的一个谜题，但这并不能否定 Google Silicon 团队的投入，毕竟芯片不是艺术品，「是骡子是马总要拉出来溜溜」。

Tensor 什么水平？

如果用一句话来概括的话，Google Tensor 的 CPU 大概是 A12（A12处理器是苹果2018年推出的产品，它采用台积电7nm工艺制造，6核CPU设计，2个性能核心+4个能效核心，4核心GPU，iPhone XS、iPhone XS Max、iPhone XR这些手机都搭载了A12处理器。），GPU 比高通骁龙 888+ 强点（但功耗奇高），AI 性能前无古人（3 倍于 888+）。

Tensor 的 CPU 并没有选择主流的 1+3+4 架构，而是选用了 2+2+4 架构，两颗 X1 超大核心，两颗 A76 大（中）核心，以及四颗 A55 小核心。

同宗不同源的 Exynos 2100 与 Google Tensor. 图片来自：Anandtech

具体来说，Tensor 的 X1 核心 2.8GHz 的频率是要低于 Exynos 2100 与高通骁龙 888（888+），并且相对于 Exynos 2100，Google 给设计了 1MB 的 L2 缓存，与骁龙 888 齐平，超过 Exynos 2100。

两颗降频的 X1 在性能表现上无出其右，较低的频率选择也让 Tensor 能够长时间的运行高负载而不降频。

到了大（中）核心，Tensor 没有选择更新的 Cortex-A78 核心，退而求其次的用上了 Cortex-A76。A76 实则是两年前的核心架构，最早出现在高通骁龙 855 上，而现在多出现在骁龙 7 系上。

小核心使用的是 Cortex A55，频率为 1.8GHz，算是高端芯片的标配。而 Google 同样给配备了两倍于 Exynos 2100 的 L2 缓存，来到 128KB，再次向骁龙 888 看齐。

与大核心 A76 类似，小核心 A55 同样有着一个「迷」，Tensor 将 L3 缓存与 A55 核心频率绑定，这与 Exynos 2100 专用的 L3 缓存频率不同，会引起延迟、功耗的问题。

GPU 上，Tensor 配备的是 Mali-G78 MP20，几乎是公版 G78 的天花板，L2 频率直接拉到丧心病狂的 996MHz，相对于 Exynos 的 MP14 来说，增加了 42% 的核心数，还堆高了频率，那就是用功耗来换取极限性能了。

如此设计的 Tensor 在实际表现上，其实是有点偏科，2 枚超大核心的存在使得其单核心性能足够，但 A76 的存在，整体拖累了 Tensor 的多核性能。

Google Tensor GeekBench 5 跑分. 图片来自：anandtech

只是，Tensor 最致命的是内存延迟较高，甚至不如 Exynos 2100。CPU 在等待内存的同时，也在不断地发光发热。在一轮的测试中，Anandtech 表示 Tensor 用去的时间更长，成绩低于骁龙 888，但耗电却更高（多 13.8%）。

CPU 之中，亮眼的只有两枚 X1 大核心，而能效较差的 A76，以及与 L3 绑定的 A55，最终导致了 Tensor 发热、缓慢的运行效率。

GPU 如同理论分析，高能高耗，峰值功率直接堆到 8~10W，但 Pixel 6、6 Pro 都未用当下搭载高通 SoC Android 手机的 VC 散热板或者其他散热手段，散热水平「更像是 iPhone，而非是 Android」，积热严重只能降频，还未完成一轮测试，Pixel 就开始降频了。

而对于 GPU 冲到 8~10W 的功率水平，只在一些骁龙 888 的电竞游戏手机中看到过，要知道它们可是有类 PC 级主动散热系统，并且外置电源的状况之下。

要说在 CPU、GPU 的设计上有所遗憾的话，那在 ISP（图像处理器）、TPU（机器学习引擎）配置上，Google 把自己的优势彻彻底底的发挥了出来。

ISP 把 Exynos 的和 Google 的定制图像芯片整合在一起，Exynos 的部分负责图像的采集和前期处理，而 Google 定制的部分就负责「计算」，反映在 Pixel 6 Pro 产品上，就是视频 HDR Net、动态模糊、人物抠像等等功能。

而 Tensor 内置的 TPU 才是 Tensor 命名的缘由，它采用最新的机器学习处理架构，并对 Android 12 系统进行过优化，不过如同其他芯片的机器学习、AI 模块所能直接表现出来的特性还比较「模糊」。

在此前发布的Pixel 6、6 Pro 上最为直观的就是系统、动画流畅，语音、图像识别速度很快这类特性。而对于 Tensor 上这颗 TPU 的性能在一些模型的跑分中，也超过了现在流行的主流 SoC（包括高通骁龙 888 与 Exynos 2100）。

相较于Pixel 6a的发布，较为令人意外的是，谷歌在现场“罕见自曝”了旗舰机Pixel 7的消息。

依照现场透露的消息，铝合金外壳设计的Pixel 7将内置第二代自研处理器Tensor，搭载Android 13系统，配色上将拥有黑曜石、雪白和柠檬草三种颜色，Pro款则是将柠檬草替换为绿色。

至于其他方面，谷歌并没有透露更多。早在3月就已经有Pixel 7系列相关信息曝出，并且与此次发布会官方内容基本一致，毫无疑问，谷歌二代Tensor芯片能否真正与高通、联发科的旗舰芯片一教高下，会是业内关注的焦点。

定制音频芯片，首款主动降噪耳机来了

Pixel 6a之后紧跟着亮相的是一款TWS耳机，也是谷歌首款支持主动降噪的TWS耳机产品——Pixel Buds Pro，定价199美元，约合人民币1338元。

Pixel Buds Pro采用了一颗定制的6核音频芯片，该芯片运行 Google 开发的算法和定制扬声器，支持蓝牙6.0协议，并使用了波束型麦克风，在保证音质表现出色的同时能够在用户说话时提供降噪、放大效果，以保证通话声音的清晰。

每个人的耳朵都是独一无二的，因此耳塞并非总是能够形成完美的密封来防止声音从外部泄漏。Pixel Buds Pro 使用 Silent Seal™ 来适应不同人的耳朵，帮助最大限度地消除噪音。内置传感器将测量使用者耳道内的压力，以确保即使在长时间聆听时也感到舒适。

此外，Pixel Buds Pro还提供“空间音频”功能，号称能够自提供一种“身临其境”的体验。其他新功能还包括多设备间轻松切换、丢失查找等等。

续航方面，Pixel Buds Pro最长续航11小时，在开启主动降噪后，最长续航7小时。

手表、平板、AR眼镜重磅亮相

与此前网上的一些爆料一样，这款即将于秋季发布的Pixel Watch采用圆形表盘设计，外壳为不锈钢材质，表带可更换，将搭载Wear OS 3系统，诸如导航、通知、支付、刷卡等智能手表标准配置，也是一应俱全。

而在健康监测方面，已经被谷歌收购的Fitbit也被集成到了Pixel Watch上，打通数据，提供心率、睡眠等实时监测功能。

再来看平板，同样搭载谷歌Tensor芯片，将于2023年发布。这代表着自2019年宣布放弃之后，谷歌将“重返”平板市场。至于背后的考量，或与疫情下平板销量需求强劲有关，要知道不仅仅是谷歌，包括OPPO、vivo等厂商，也已经先后踏入了这个市场。

正如谷歌硬件主管里克·奥斯特罗（Rick Osterloh）所说：“通常我们不会在新产品准备好之前就进行预告，但在开发者社区，围绕着平板电脑有很多惊人的能量，我们想把你们都带入这个圈子”。

最后我们来看所谓的“概念级彩蛋”，它的真身是一款外表为普通眼镜样式的AR眼镜。

谷歌是在发布会结尾介绍的这款AR眼镜，主要展示了它实时翻译的功能，可以将翻译后的文字直接呈现在用户眼前。

与平板一样，谷歌此前就已经发布过AR眼镜产品，只不过在2015年停止了该项目。如今，考虑到Google最近重启了AR团队，或许不久的将来，我们就能够看到这款产品了。当然了，也有可能这款产品并不会出现，毕竟对于概念机产品而言，这是一件很寻常的事情。

Android 13，重点在于“改进”

基于去年发布的Android 12，这次发布的Android 13更多聚焦在进一步的功能优化上。

首先是安全方面，Android 13内置了支持端对端数据加密的RCS（Rich Communication Suite，融合通信）信息应用Google Message，类似于苹果的iMessage。

谷歌还带来了新的数字钱包服务——Google Wallet，将应用于Android和Wear OS操作系统中。这其中，除了普通的支付功能，诸如门票预订、学生证、疫苗接种卡、数字身份证、数字驾照等信息都将以卡片的形式集成到钱包中。

同时，谷歌还对应用程序可以默认使用的个人数据和手机功能施加了更多限制，比如只有获得许可后才能发送通知，限制应用程序可以访问的照片和音视频，而不是授权整个照片库，或者是包括音乐和音频在内的所有文件类型（事实上，这些功能在iOS上早已实现）。

其次，多设备流转是本次Android 13的第二个“改进”，未来将支持更多手机与电视、电脑、耳机、汽车等各类设备的自由交互。

举个例子，当你在玩平板的时候手机收到短信，你不需要放下平板后再拿起手机回复，而是可以在平板上同步回复。又比如文件同步，可以做到在手机复制，到平板粘贴。

此外，针对可穿戴设备的Wear OS，以及面向平板这类大屏设备的Android系统，谷歌也进一步做了优化。

比如Wear OS，除了前面提到的数字钱包服务，谷歌还将Android系统中的事故检测功能带到了Wear OS中。基于该功能，当人们遇到车祸等事故时，手表会自动拨打911等报警电话。

而针对平板这类大屏设备，Android主要是对画面适配度等进行了优化，包括针对性调整图像、文字的显示，以提升显示效率，以及多任务操作、双列通知栏、分屏功能等。

目前，Android 13 beta版已经发布。注意这张图，除了谷歌，诺基亚，夏普，屏幕上的终端厂商全部都来自中国。

地图、搜索、智能助手……更多其他优化

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以AI为中轴线，在更多软件应用上，谷歌也是秀出了不少肌肉，覆盖了地图、搜索、翻译等多个方面。

其中在地图的优化上，除了新增24种语言，用户还可以在地图应用中搜寻疫苗接种点、查看洪水预警等多样化信息。

而在结合3D绘图、机器学习和航拍等多种技术和手段后，Google地图得以标注出更多的建筑物，地图精度进一步提升。同时，地图应用还新增支持景点或者店铺的室内3D预览，并针对一些建筑提供了沉浸式实景地图。这下子，如果是出游，相信被网红景点“照骗”的可能性会大大得到降低。

智能交互方面，Google也在现场展示了不少优化，包括去年发布的语言模型LaMDA升级到2代版本，让智能语音助手能够围绕某一个话题与用户多个轮回的交互；新添加“Look and Talk”和“Quick Phrases”功能，前者让用户不再需要用“Hi Google”来唤醒智能音箱，仅仅看着设备直接交流即可，后者则是让用户直接说出快速短语，就能够做到快速控制智能家居设备。

同时，智能交互带来的便利性也深度融入了Google搜索中，比如“Multisearch near me”功能，可以根据用户位置为用户提供更便捷的地点搜索功能，在现场演示中，皮查伊拍了一张水龙头的照片，并加上一句“维修这东西的零件”，再以“near me”结束，搜索引擎就在地图上标记出了距离用户最近的、能够买到维修零件的商店。