Neural Engine là gì? Cách thức hoạt động như thế nào

iPhone, iPad, Mac và Apple TV đều tích hợp Apple Neural Engine (ANE), một bộ xử lý thần kinh mạnh mẽ và tiết kiệm năng lượng hơn so với CPU hoặc GPU truyền thống. ANE mang lại khả năng AI tiên tiến ngay trên thiết bị mà không cần kết nối internet. Hãy cùng tìm hiểu Neural Engine là gì nhé!

iPhone, iPad, Mac và Apple TV được trang bị bộ xử lý thần kinh chuyên dụng mang tên Apple Neural Engine (ANE). ANE mạnh mẽ và tiết kiệm năng lượng hơn so với CPU hoặc GPU truyền thống, giúp mang đến các tính năng AI tiên tiến ngay trên thiết bị mà không cần kết nối internet hay tiêu hao quá nhiều năng lượng.

Neural Engine là gì?

Apple Neural Engine (ANE) tên thương mại là cụm lõi tính toán chuyên biệt, được tối ưu hóa để xử lý hiệu quả các mạng nơ-ron nhân tạo trên thiết bị Apple, giúp tiết kiệm năng lượng. ANE tăng tốc độ xử lý các thuật toán học máy (ML) và trí tuệ nhân tạo (AI), mang lại hiệu suất vượt trội về tốc độ, bộ nhớ và sức mạnh so với CPU và GPU thông thường.

Cách thức hoạt động của Neural Engine

Cấu trúc và thiết kế

Lõi động cơ thần kinh: ANE bao gồm nhiều lõi động cơ thần kinh chuyên biệt, được tối ưu hóa để thực hiện các phép toán ma trận và phép tính nhân, thường xuyên sử dụng trong các thuật toán AI và ML.

Mạch phẳng đa chế độ: ANE tích hợp các mạch phẳng đa chế độ, cho phép xử lý nhiều thao tác song song một cách hiệu quả. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các thuật toán AI đòi hỏi thực hiện hàng nghìn tỷ phép nhân ma trận.

Bộ nhớ đệm riêng: ANE sở hữu bộ nhớ đệm riêng biệt, giúp tối ưu hóa việc truy cập dữ liệu và tăng tốc độ xử lý.

Hỗ trợ dữ liệu: ANE được thiết kế để hỗ trợ một số loại dữ liệu nhất định, giúp đơn giản hóa việc xử lý và tối đa hóa hiệu suất.

Nguyên tắc hoạt động

Tăng tốc độ tính toán: ANE sử dụng logic điều khiển và số học được tối ưu hóa, giúp tăng tốc độ thực hiện các phép toán phức tạp như nhân và tích lũy, thường gặp trong các thuật toán AI và ML.

Suy luận nhanh chóng: ANE sử dụng các mô hình dự đoán để tối ưu hóa tốc độ suy luận trong các thuật toán AI, giúp xử lý thông tin và đưa ra kết quả nhanh chóng hơn.

Tiết kiệm năng lượng: ANE được thiết kế để tiết kiệm năng lượng, giúp kéo dài thời lượng pin cho thiết bị khi sử dụng các ứng dụng AI và ML.

Một số tính năng AI được Neural Engine hỗ trợ

Xử lý ngôn ngữ tự nhiên:

Nhận dạng giọng nói nhanh chóng và chính xác hơn cho Siri và Dictation, giúp bạn điều khiển thiết bị và nhập liệu dễ dàng.
Nâng cao khả năng học ngôn ngữ tự nhiên trong ứng dụng Translate và trên toàn hệ thống, hỗ trợ bạn giao tiếp hiệu quả hơn.
Dịch văn bản tức thì trong Ảnh, Máy ảnh và các ứng dụng iPhone khác, xóa bỏ rào cản ngôn ngữ khi bạn đi du lịch hoặc tìm kiếm thông tin.

Thị giác máy tính:

Tìm kiếm và nhận dạng các đối tượng trong hình ảnh như địa danh, vật nuôi, cây cối, sách và hoa với ứng dụng Ảnh hoặc Spotlight.
Nhận thông tin bổ sung về các đối tượng được nhận dạng bằng Visual Look Up trong Safari, Mail và Tin nhắn, giúp bạn tìm hiểu thêm về thế giới xung quanh.

Thực tế tăng cường:

Theo dõi chuyển động và cử chỉ của con người trong các ứng dụng AR, mang đến trải nghiệm thực tế ảo sống động và tương tác cao.

Phân tích video:

Phát hiện khuôn mặt và vật thể trong video trên các ứng dụng như Final Cut Pro, giúp bạn chỉnh sửa video chuyên nghiệp và hiệu quả hơn.

Hiệu ứng máy ảnh:

Tự động cắt xén hình ảnh với Center Stage, đảm bảo bạn luôn là tâm điểm trong các cuộc gọi video.
Làm mờ nền trong các cuộc gọi video FaceTime, tạo sự tập trung cho bạn và người đối diện.

Nâng cao trải nghiệm chơi game:

Mang đến hiệu ứng đồ họa ấn tượng và mượt mà trong các game 3D, giúp bạn đắm chìm vào thế giới game sống động.

Văn bản trực tiếp:

Cung cấp tính năng nhận dạng ký tự quang học (OCR) trong Máy ảnh và Ảnh, cho phép bạn dễ dàng sao chép chữ viết tay hoặc văn bản từ hình ảnh.

Chụp ảnh điện toán:

Tăng cường chất lượng ảnh chụp với các công nghệ tiên tiến như Deep Fusion, Smart HDR và chế độ Chân dung ban đêm, giúp bạn lưu giữ mọi khoảnh khắc đẹp một cách hoàn hảo.

Tin tức và đề xuất cá nhân hóa:

Cung cấp các đề xuất được cá nhân hóa như hình nền, chú thích ảnh, tìm kiếm bản sao hình ảnh trong Ảnh, giúp bạn khám phá nội dung thú vị và phù hợp với sở thích.

Lịch sử phát triển của Neural Engine

Apple Silicon	Nút xử lý bán dẫn	Ngày ra mắt	Số lõi	Hoạt động mỗi giây	Ghi chú bổ sung
A11 Bionic	TSMC FinFET 10nm	2017	2	600 tỷ	Neural Engine đầu tiên của Apple
A12 Bionic	TSMC FinFET 7nm	2018	8	5 nghìn tỷ	Nhanh hơn 9 lần so với A11, tiêu thụ điện năng thấp hơn 90%
A13 Bionic	TSMC N7P 7nm	2019	8	6 nghìn tỷ	Nhanh hơn 20% so với A12, tiêu thụ điện năng thấp hơn 15%
A14 Bionic	TSMC N5 5nm	2020	16	11 nghìn tỷ	Nhanh hơn gần gấp đôi so với A13
A15 Bionic	TSMC N5P 5nm	2021	16	15,8 nghìn tỷ	Nhanh hơn 40% so với A14
A16 Bionic	TSMC N4 5nm	2022	16	17 nghìn tỷ	Nhanh hơn 8% so với A15, tiết kiệm điện năng tốt hơn
M1	TSMC N5 5nm	2020	16	11 nghìn tỷ	Tương tự Neural Engine trên A14 Bionic
M1 Pro	TSMC N5 5nm	2021	16	11 nghìn tỷ	Tương tự Neural Engine trên A14 Bionic
M1 Max	5nm TSMC N5	2021	16	11 nghìn tỷ	Tương tự Neural Engine trên A14 Bionic
M1 Ultra	TSMC N5 5nm	2022	32	22 nghìn tỷ	Nhanh hơn gấp 2 lần so với M1/M1 Pro/M1 Max
M2	TSMC N5P 5nm	2022	16	15,8 nghìn tỷ	Nhanh hơn 40% so với M1
M2 Pro	TSMC N5P 5nm	2023	16	15,8 nghìn tỷ	Tương tự Neural Engine trên M2
M2 Max	TSMC N5P 5nm	2023	16	15,8 nghìn tỷ	Tương tự Neural Engine trên M2