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端的游戲。游戲的未來屬于AI”，每當筆者在NBA 2K游戲中被電腦隊友無厘頭的操作坑害時，都會默默在心里堅定這個想法。一方面確實因為不少人期待在游戲過程中擁有更好的體驗，另一方面，AI在當下也確實非?；?，盡管在它前進的道路上可能還有很多意想不到的事情會發(fā)生，但沒有人能夠否定它確實是未來趨勢這個事實。

任何事情都是循序漸進的，AI的應用也是，例如在移動端，AI被用于系統(tǒng)流暢度的優(yōu)化，拍照的智能識別，實時翻譯，語音助手等，這些看似基礎的應用會隨著技術的進步深刻地改變我們的生活，而游戲和AI的結合，將會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端的游戲。

AI改變游戲的機理

AI是什么?總結來說，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，是一種算法。智能手機上，所有的能力歸根結底都是運算，所以AI改變游戲，本質(zhì)上是改變游戲運算的算法。

手機上哪些組件是運算的核心?答案是CPU、GPU，但是我們知道，CPU和GPU各有擅長的運算邏輯，CPU擅長單一卻復雜的運算，而GPU擅長大量簡單卻重復繁瑣的運算，而AI的算法和傳統(tǒng)的算法都不同，怎么辦?有人想到為AI增加一個專門的運算核心，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的運算能力來高效地運行AI算法，同時在這個基礎上加入了一個專門面向AI處理的硬件核心Hexagon張量加速器。充分利用了驍龍的異構多核可編程架構，來解決AI的運算需求。

筆者認為，后者或許更適合移動端游戲的場景。我們知道，游戲?qū)τ谥悄苡布允且豁椥枰{(diào)用各方面組件進行處理的復雜任務，當然，最主要的是CPU和GPU。在進行游戲時，首先對CPU的運算處理能力有較高的要求，在一些比較大的游戲場景中，運算負荷較大，需要性能強大的CPU予以支持，在系統(tǒng)加載方面不僅需要CPU的能力，還需要整個系統(tǒng)帶寬的支持。在整個游戲運行過程當中，非常多場景切換也是需要CPU來做多線的工作。因此，CPU決定了游戲體驗的基礎。

而GPU方面，則主要負責游戲畫面的圖形渲染。游戲是通過畫面與用戶進行交互，游戲畫面的流暢度、畫質(zhì)的逼真程度關系到游戲的核心體驗，而這和圖形渲染的能力息息相關。計算機將存儲在內(nèi)存中的形狀轉(zhuǎn)換成實際繪制在屏幕上的對應圖形的過程稱叫做渲染，由于游戲畫面是連續(xù)運動的，所以圖形渲染對速度有很高的要求。GPU的并行計算能力使其能夠快速將圖形結果計算出來并在屏幕的所有像素中進行顯示，這是串行架構的CPU無法做到的，所以，GPU對游戲的交互體驗也有著至關重要的作用。

所以，具體到AI在游戲方面的應用如果能讓CPU和GPU彼此配合進行AI運算，顯然這樣高效的AI處理方式能為游戲帶來全方位的體驗升級，高通的AI Engine就是這樣做的。不僅如此，高通還在CPU和GPU的基礎上，將Hexagon向量處理器也引入進來。

Hexagon向量處理器是移動異構運算必要的處理引擎，它能夠以較低的功耗高性能地處理各種各樣的任務，非常擅長在低功耗下處理聲音、圖像增強功能以及高級攝像頭和傳感器信號處理等涉及向量數(shù)學的應用工作負載，所以現(xiàn)在的應用場景越來越廣泛，可以說是AI神經(jīng)網(wǎng)絡運算的“得力助手”。當然，在游戲畫面渲染等過程中也會產(chǎn)生大量的向量運算，所以Hexagon向量處理器十分適合處理游戲運行中產(chǎn)生的大量運算。

而且隨著手機游戲?qū)I性能的要求越來越高，以及神經(jīng)網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，高通最新第四代AI Engine的Hexagon處理器不但集成了4個Hexagon向量加速器，還新增了一個高通自主設計的全新AI處理核心——Hexagon張量加速器，它可以獨立完成神經(jīng)網(wǎng)絡運算，讓AI Engine的性能表現(xiàn)得到了進一步提升。

當然，僅有硬件層面具備AI神經(jīng)網(wǎng)絡運算的能力是不夠的，就像一個樂隊，硬件模塊只是一個個天賦異稟的樂手，他們還需要一個指揮，才能奏響真正的AI交響曲，而這個指揮，就是高通第四代AI Engine平臺的各種軟件和工具，它們負責智能地協(xié)調(diào)CPU、GPU、Hexagon處理器等硬件之間的運算分配，同時也能夠讓開發(fā)者們更便捷地實現(xiàn)大量創(chuàng)新，打造出色的AI應用。

具體來說，高通第四代人工智能引擎AI Engine的軟件平臺，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等深度學習框架，可以讓開發(fā)者選擇合適的運算內(nèi)核來滿足用戶體驗;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;NN庫則可以讓AI算法直接在Hexagon向量處理器上運行。通過軟件平臺的支持和智能調(diào)配，在游戲運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來實現(xiàn)游戲體驗的提升是可行的，特別是高通的AI Engine利用和游戲運行緊密相關的不同運算核心來做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提供專門的運算核心，還是像高通AI Engine那樣采用異構運算的方法為AI運算提供支持，本質(zhì)上都是移動設備上AI運算的解決方案。想要實現(xiàn)先進的AI游戲體驗，需要在大量的實際應用過程中積累經(jīng)驗、優(yōu)化AI運算方式，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游戲應用。在這一點上，高通AI Engine亦具備足夠的優(yōu)勢。

首先，高通所打造的智能手機移動平臺為海量的安卓智能終端提供支持，根據(jù)財報，高通2019年Q1季度MSM芯片出貨量即達1.86億，而高通驍龍SoC目前無論是高端、中端還是入門級，均在AI能力方面有所支持，目前驍龍660以上的移動平臺全都集成了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為高通AI Engine積累了大量的“實戰(zhàn)經(jīng)驗”，可以它可以進一步優(yōu)化提升，更“懂”用戶。

事實上，高通和智能手機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、騰訊王者榮耀團隊以及騰訊AI Lab共同合作的“想象力工程”，通過驍龍855移動平臺上第四代AI Engine的異構計算能力，在vivo的iQOO手機上將移動游戲的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》為代表的多人實時戰(zhàn)術競技(MOBA)類游戲獲得體驗的升級和優(yōu)化，其中讓筆者印象深刻的是vivo基于第四代AI Engine的運算能力打造的移動端AI電競戰(zhàn)隊SUPEX，在實戰(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的運算都是在終端側(cè)進行的，這會讓游戲的運行獲得更高的可靠性和更低的時延，同時高效利用網(wǎng)絡帶寬。高通正在積極推動AI從云端走向終端應用和落地，當然，未來云端AI也會扮演重要的角色。除了這些，高通也在AI軟件層面和云服務層面上和游戲、音頻等生態(tài)的廠商進行廣泛深入的合作，這些合作將會為未來游戲的表現(xiàn)形式帶來更多的創(chuàng)新，例如手機端的AR游戲等。

AI Engine的效果如何，我們實際體驗看看

現(xiàn)在，我們來看看目前驍龍AI Engine在提升手機端游戲體驗方面究竟表現(xiàn)是怎樣的，筆者這里做一個簡單的測試。

在測試時，筆者選擇了OPPO Reno極夜黑以及十倍變焦版本作為測試載體，它們分別搭載高通驍龍710和驍龍855移動平臺。驍龍710和驍龍855作為高通旗下兩款不同定位的移動平臺，均集成了AI Engine，其中驍龍855移動平臺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運行同一款游戲《和平精英》，然后我們分別測試兩款手機運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在運行《和平精英》時的畫質(zhì)表現(xiàn)，在游戲進行時，筆者將兩款手機的游戲畫質(zhì)選項調(diào)整為相同等級，然后對比在相同場景下的畫質(zhì)表現(xiàn)。

從對比的結果來看，OPPO Reno極夜黑以及十倍變焦版本在畫面呈現(xiàn)上的區(qū)別其實還是一眼能夠分辨的，但這更多是風格上的不同，OPPO Reno十倍變焦版的畫面偏向于濃艷，對比度也更高，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)實細節(jié)方面，對比兩款手機在渲染墻壁、花草以及水面時，可以看到貼圖的細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)實光照的效果。

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

游戲進行時，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之間反復波動，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。而測試結束后，筆者測得OPPO Reno極夜黑版本機身最高溫度為36.5℃，溫熱，不燙手。

然后是OPPO Reno十倍變焦版，《和平精英》在這款手機上畫質(zhì)可調(diào)到“HDR高清”，幀數(shù)設置則可以設置為“極限”，進入游戲后，就可以感受60FPS吃雞的爽快了。筆者在各項畫質(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，偶爾會有1-2幀的波動，整體體驗非常流暢穩(wěn)定。

在這種極限畫質(zhì)的情況下，驍龍855移動平臺主要動用了三顆最高主頻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，而最高主頻2.84GHz的A76超級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分鐘的游戲結束后，筆者測得機身溫度最高為37.7℃，但也依然沒有到燙手的程度。

通過對兩款手機的測試，筆者發(fā)現(xiàn)，對于驍龍710和驍龍855這兩款性能定位不同的移動平臺而言，在運行《和平精英》這同一款游戲時，基礎的游戲體驗都十分出色，當然，驍龍855因其旗艦級的定位和Snapdragon Elite Gaming的支持而獲得更豐富的體驗選項，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，兩款手機在流暢度、穩(wěn)定性、功耗和發(fā)熱控制方面均能輕松達到最好的運行效果和體驗，而這背后，其實正是高通人工智能引擎AI Engine智能調(diào)配資源、分配工作負載的結果。它實現(xiàn)的，并不是要“突破硬件性能的限制”，而是如何結合自身的性能定位，更加合理分配資源，高效地處理游戲復雜的任務，從而支持小小的智能手機帶來媲美PC品質(zhì)的流暢、智能的游戲體驗。

總結

AI改變游戲這件事，需要循序漸進，但游戲的未來，屬于AI。當前我們可以利用AI來優(yōu)化游戲在終端側(cè)運行的基礎游玩體驗，而隨著技術的慢慢成熟，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，看得再遠一些，甚至未來游戲的形式也會因為AI而出現(xiàn)創(chuàng)新。而通過對高通人工智能引擎AI Engine的講解和測試，筆者則看到了未來AI在終端側(cè)的無限潛力和空間。而當它們和游戲不斷融合達到質(zhì)變時，必然帶來變革性的游戲體驗。