游戏的未来属于AI，而它让我看到终端侧AI的未来_运算

原标题：游戏的未来属于AI，而它让我看到终端侧AI的未来

“游戏的未来属于AI”，每当小编在NBA 2K游戏中被电脑队友无厘头的操作坑害时，都会默默在心里坚定这个想法。一方面确实因为小编期待在游戏过程中拥有更好的体验，另一方面，AI在当下也确实炙手可热，尽管在它前进的道路上可能还有很多意想不到的事情会发生，但没有人能够否定它确实是未来趋势这个事实。

任何事情都是循序渐进的，AI的应用也是，例如在移动端，AI被用于系统流畅度的优化，拍照的智能识别，实时翻译，语音助手等，这些看似基础的应用会随着技术的进步深刻地改变我们的生活，而游戏和AI的结合，将会改变我们的娱乐方式。

游戏的未来属于AI，而游戏的现在正在被AI慢慢改造，这些“改造”在目前还是潜移默化的。小编认为，在这方面最好的例子是来自高通的人工智能引擎AI Engine，它正在以一种悄无声息的方式改变着移动端的游戏。

AI改变游戏的机理

AI是什么？在《AI不是科幻电影里的洪水猛兽，而是被慢慢变革的生活方式》这篇文章中，IT之家小编做过一些讨论，总结来说，AI本质上就是一种更接近人类思考方式的新型算法，没错，是一种算法。智能手机上，所有的能力归根结底都是运算，所以AI改变游戏，本质上是改变游戏运算的算法。

手机上哪些组件是运算的核心？答案是CPU、GPU，但是我们知道，CPU和GPU各有擅长的运算逻辑，CPU擅长单一却复杂的运算，而GPU擅长大量简单却重复繁琐的运算，而AI的算法和传统的算法都不同，怎么办？有人想到为AI增加一个专门的运算核心，但这不是唯一的解决方案，例如高通打造的AI Engine就通过综合调配CPU和GPU的运算能力来高效地运行AI算法，同时在这个基础上加入了一个专门面向AI处理的硬件核心Hexagon张量加速器。充分利用了骁龙的异构多核可编程架构，来解决AI的运算需求。

IT之家小编认为，后者或许更适合移动端游戏的场景。我们知道，游戏对于智能硬件而言是一项需要调用各方面组件进行处理的复杂任务，当然，最主要的是CPU和GPU。在进行游戏时，首先对CPU的运算处理能力有较高的要求，在一些比较大的游戏场景中，运算负荷较大，需要性能强大的CPU予以支持，在系统加载方面不仅需要CPU的能力，还需要整个系统带宽的支持。在整个游戏运行过程当中，非常多场景切换也是需要CPU来做多线的工作。因此，CPU决定了游戏体验的基础。

而GPU方面，则主要负责游戏画面的图形渲染。游戏是通过画面与用户进行交互，游戏画面的流畅度、画质的逼真程度关系到游戏的核心体验，而这和图形渲染的能力息息相关。计算机将存储在内存中的形状转换成实际绘制在屏幕上的对应图形的过程称叫做渲染，由于游戏画面是连续运动的，所以图形渲染对速度有很高的要求。GPU的并行计算能力使其能够快速将图形结果计算出来并在屏幕的所有像素中进行显示，这是串行架构的CPU无法做到的，所以，GPU对游戏的交互体验也有着至关重要的作用。

所以，具体到AI在游戏方面的应用如果能让CPU和GPU彼此配合进行AI运算，显然这样高效的AI处理方式能为游戏带来全方位的体验升级，高通的AI Engine就是这样做的。不仅如此，高通还在CPU和GPU的基础上，将Hexagon向量处理器也引入进来。

Hexagon向量处理器是移动异构运算必要的处理引擎，它能够以较低的功耗高性能地处理各种各样的任务，非常擅长在低功耗下处理声音、图像增强功能以及高级摄像头和传感器信号处理等涉及向量数学的应用工作负载，所以现在的应用场景越来越广泛，可以说是AI神经网络运算的“得力助手”。当然，在游戏画面渲染等过程中也会产生大量的向量运算，所以Hexagon向量处理器十分适合处理游戏运行中产生的大量运算。

而且随着手机游戏对AI性能的要求越来越高，以及神经网络技术的飞速发展，高通最新第四代AI Engine的Hexagon处理器不但集成了4个Hexagon向量加速器，还新增了一个高通自主设计的全新AI处理核心——Hexagon张量加速器，它可以独立完成神经网络运算，让AI Engine的性能表现得到了进一步提升。

当然，仅有硬件层面具备AI神经网络运算的能力是不够的，就像一个乐队，硬件模块只是一个个天赋异禀的乐手，他们还需要一个指挥，才能奏响真正的AI交响曲，而这个指挥，就是高通第四代AI Engine平台的各种软件和工具，它们负责智能地协调CPU、GPU、Hexagon处理器等硬件之间的运算分配，同时也能够让开发者们更便捷地实现大量创新，打造出色的AI应用。

具体来说，高通第四代人工智能引擎AI Engine的软件平台，包括骁龙神经处理引擎SDK、Android NN API以及Hexagon Neutral Network（NN）库等。骁龙神经处理引擎（NPE）支持Tensorflow，Caffe和Caffe2等深度学习框架，可以让开发者选择合适的运算内核来满足用户体验；Android NN API则可以让开发者能通过安卓系统直接访问骁龙平台；NN库则可以让AI算法直接在Hexagon向量处理器上运行。通过软件平台的支持和智能调配，在游戏运行过程中才能最大程度地优化画面、性能、功耗等各方面的表现。

终端和产业落地，AI才能更好地改变游戏

从上面的介绍可以看出，通过AI来实现游戏体验的提升是可行的，特别是高通的AI Engine利用和游戏运行紧密相关的不同运算核心来做AI算力支撑、彼此协调，是更为高效、可靠的解决方案。不过，无论是为AI提供专门的运算核心，还是像高通AI Engine那样采用异构运算的方法为AI运算提供支持，本质上都是移动设备上AI运算的解决方案。想要实现先进的AI游戏体验，需要在大量的实际应用过程中积累经验、优化AI运算方式，也需要与游戏、软件等生态厂商相互配合，共同带来创新的AI游戏应用。在这一点上，高通AI Engine亦具备足够的优势。

首先，高通所打造的智能手机移动平台为海量的安卓智能终端提供支持，根据财报，高通2019年Q1季度MSM芯片出货量即达1.86亿，而高通骁龙SoC目前无论是高端、中端还是入门级，均在AI能力方面有所支持，目前骁龙660以上的移动平台全都集成了AI Engine；终端厂商方面，小米、一加、vivo、OPPO、摩托罗拉、华硕、中兴、努比亚等诸多主流终端厂商已经用上高通AI Engine，所以广泛的用户基础为高通AI Engine积累了大量的“实战经验”，可以它可以进一步优化提升，更“懂”用户。

事实上，高通和智能手机终端厂商以及游戏内容提供商之间也一直保持着密切的合作。举个例子，在今年4月份的AI开放日上，高通即宣布了和vivo、腾讯王者荣耀团队以及腾讯AI Lab共同合作的“想象力工程”，通过骁龙855移动平台上第四代AI Engine的异构计算能力，在vivo的iQOO手机上将移动游戏的AI推理能力首次大规模从云端迁移至终端侧，让以《王者荣耀》为代表的多人实时战术竞技（MOBA）类游戏获得体验的升级和优化，其中让IT之家小编印象深刻的是vivo基于第四代AI Engine的运算能力打造的移动端AI电竞战队SUPEX，在实战中的智能表现让人眼前一亮。

需要说明的是，以上我们所说的AI Engine的运算都是在终端侧进行的，这会让游戏的运行获得更高的可靠性和更低的时延，同时高效利用网络带宽。高通正在积极推动AI从云端走向终端应用和落地，当然，未来云端AI也会扮演重要的角色。除了这些，高通也在AI软件层面和云服务层面上和游戏、音频等生态的厂商进行广泛深入的合作，这些合作将会为未来游戏的表现形式带来更多的创新，例如手机端的AR游戏等。

AI Engine的效果如何，我们实际体验看看

现在，我们来看看目前骁龙AI Engine在提升手机端游戏体验方面究竟表现是怎样的，IT之家小编这里做一个简单的测试。

在测试时，小编选择了OPPO Reno极夜黑以及十倍变焦版本作为测试载体，它们分别搭载高通骁龙710和骁龙855移动平台。骁龙710和骁龙855作为高通旗下两款不同定位的移动平台，均集成了AI Engine，其中骁龙855移动平台集成了高通最新的第四代AI Engine。使用搭载这两款处理器的手机运行同一款游戏《和平精英》，然后我们分别测试两款手机运行游戏过程中的画面表现、帧率、以及功耗发热情况。

首先我们比较一下两款手机在运行《和平精英》时的画质表现，在游戏进行时，小编将两款手机的游戏画质选项调整为相同等级，然后对比在相同场景下的画质表现。

从对比的结果来看，OPPO Reno极夜黑以及十倍变焦版本在画面呈现上的区别其实还是一眼能够分辨的，但这更多是风格上的不同，OPPO Reno十倍变焦版的画面偏向于浓艳，对比度也更高，而OPPO Reno极夜黑版本的画面色彩更平和一些。至于具体的现实细节方面，对比两款手机在渲染墙壁、花草以及水面时，可以看到贴图的细腻程度并没有明显的差别，不过得益于骁龙855的Snapdragon Elite Gaming特性，OPPO Reno十倍变焦版的光照以及阴影渲染在基于物理渲染（PBR）和TrueHDR的支持下要更为出色，更接近于现实光照的效果。

接下来是游戏实际运行的体验。首先是OPPO Reno极夜黑版本，IT之家小编进行了20分钟的游戏测试，耗电6%，由于《和平精英》在这款手机上的画质选项最高为“高清”，帧数设置最高的“高”，所以在整个游戏过程中，平均帧率维持在极限的30FPS的水平，帧数的波动并不明显，实际游玩过程中并没有发现影响体验的掉帧或卡顿情况。

游戏进行时，IT之家小编也注意了一下骁龙710的核心调度情况，其中两颗最高2.2GHz的A75性能核心主频在1.5GHz-2.2GHz之间反复波动，而6颗最高主频1.7GHz的A55核心大部分情况下可以维持在0.9GHz的水平。性能资源的调配还是比较有序的。而测试结束后，小编测得OPPO Reno极夜黑版本机身最高温度为36.5℃，温热，不烫手。

然后是OPPO Reno十倍变焦版，《和平精英》在这款手机上画质可调到“HDR高清”，帧数设置则可以设置为“极限”，进入游戏后，就可以感受60FPS吃鸡的爽快了。IT之家小编在各项画质调到最高的情况下游玩了20分钟，耗电为8%。游戏过程中，《和平精英》基本可以维持在60FPS的水平，偶尔会有1-2帧的波动，整体体验非常流畅稳定。

在这种极限画质的情况下，骁龙855移动平台主要动用了三颗最高主频2.42GHz的A76性能核心以及四颗最高主频1.8GHz的A55效率核心，其中A76核心的频率大部分情况下可以维持在2.0GHz左右，而A55效率则主要在1.0GHz和1.7GHz之间频繁波动，而最高主频2.84GHz的A76超级核心频率主要维持在0.8GHz。这从侧面可以看出骁龙855的性能潜力还是比较大的。

20分钟的游戏结束后，小编测得机身温度最高为37.7℃，但也依然没有到烫手的程度。

通过对两款手机的测试，IT之家小编发现，对于骁龙710和骁龙855这两款性能定位不同的移动平台而言，在运行《和平精英》这同一款游戏时，基础的游戏体验都十分出色，当然，骁龙855因其旗舰级的定位和Snapdragon Elite Gaming的支持而获得更丰富的体验选项，例如60FPS、更高的画质、和更逼真的视效，但是在各自定位给定的条件下，两款手机在流畅度、稳定性、功耗和发热控制方面均能轻松达到最好的运行效果和体验，而这背后，其实正是高通人工智能引擎AI Engine智能调配资源、分配工作负载的结果。它实现的，并不是要“突破硬件性能的限制”，而是如何结合自身的性能定位，更加合理分配资源，高效地处理游戏复杂的任务，从而支持小小的智能手机带来媲美PC品质的流畅、智能的游戏体验。

总结

AI改变游戏这件事，需要循序渐进，但游戏的未来，属于AI。当前我们可以利用AI来优化游戏在终端侧运行的基础游玩体验，而随着技术的慢慢成熟，或许我们能看到AI作用下的更智能、更符合人类思考的游戏内容，看得再远一些，甚至未来游戏的形式也会因为AI而出现创新。而通过对高通人工智能引擎AI Engine的讲解和测试，小编则看到了未来AI在终端侧的无限潜力和空间。而当它们和游戏不断融合达到质变时，必然带来变革性的游戏体验。

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