AppleのNeural Engineとは何?

Apple用語

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2020年秋、AppleはA14Bionicを搭載したiPadシリーズのiPadAir4とiPhoneのiPhone12/12Proシリーズを発売しました。

このiPadAir4とiPhone12シリーズのチップを調べると、A14Bionic「Neural Engineニューラル エンジン搭載」という説明が付いてきます。そして、iPhone12シリーズの方には「次世代のNeural Engineニューラル エンジン」という説明が入っています。次世代の??iPadAir4とiPhone12シリーズのチップは同じものですが、

midori
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Neural Engineって何??

ってなりますよね。

さて今回は、このNeural Engineについて、取り上げます。

Neural Engineとは

Appleにおいての「Neural Engine」とは、機械学習関連の処理に特化したSoC(システム・オン・チップ)の一部を指します。

midori
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機械学習?

SoC?

これだけで意味がわかる人、本当尊敬します。文系女子の筆者としては、全くわかりません・・。

A14Bionicチップは何でも揃ってるスモールタウン

システム・オン・チップというのは、タブレットやスマホなど情報端末が小型化していく上で、昔はCPUやGPU(グラフィック処理)など別々のチップになっていたシステムを1つの集積回路上(チップ上)にのせてしまう技術です。スマホやタブレットを動かす上で必要なシステムを全部1つのチップ上に乗せますよ。っていうこと。

例えると昔の田舎町をイメージしてみてください。昔は、学校も病院もみんなの家も銀行もみんなバラバラ、それぞれが離れてました。何かするのにも、あっちへ行って次はこっちに行って・・と広い空間をみんなが動き回っていました。移動手段も歩き。

家同士くっつけば移動に時間はかからない

それを1つの整備された近代化したスモールタウンにした。生活に必要な全ての機能をさほど広くない空間におさめてしまった。病院も学校も商店も、みんなの家も全てそこにある。全てはそこで完結する。狭い空間に全て納めたことで何をするにも短時間で出来るようになった。そして、その空間を大勢の人がものすごいスピードで動きまわっている。そんなイメージ。

その街の中にある1つの施設がNeural Engineニューラル エンジンだと思ってください。そして街の名前がA14Bionicです。この街にはCPUという施設もあるし、GPUという施設もあります。

そしてこのA14Bionicは業界史上初の5nmチップです。サイズは例えてもわかりにくいので無視して、とにかくとても小さいということ。

小さいということは、情報を渡しあう距離が業界史上最短。同じ仕事をするのでも、お互いがすごく離れているより近い距離にいる方が早く仕事が出来ます。仕事仲間が隣の部屋にいるより隣の席にいる方が作業は速い。つまりチップのサイズが小さくなればなるほど、処理速度は速くなるのです。

そして、使う労力も減るので、このA14Bionicは消費電力も少ない。エコなんです。

イメージできました?

Neural Engineは何の仕事をしてるの?

Neural Engineは機械学習の処理に特化したシステム。とありますが、どんな仕事をしているのでしょうか?

Neural EngineはiPhoneXから登場した

Neural Engineが登場したのは2017年発売のiPhoneXに搭載されたA11 Bionicからです。

この時、何が起こったか覚えていますか?

顔認識(Face ID)が登場し、ミー文字が登場しました。

そして、この時ポートレートモードなども誕生しています。被写体から背景を消したりすることも出来るアレです。人物と背景とをパターンで認識して背景の部分を消しています。

顔認識や画像認識などに利用する為に登場してきたのです。この技術はそのまま仮想現実、ARの技術にもつながっていきます。

そもそも機械学習って?

言葉としての機械学習とは。

AIの1つの要素技術を指します。(AI技術の中の1つであるということ。)

・データからルールやパターンを発見する方法である

識別と予測が主な使用方法である

・分析の精度は100%ではないが、従来の手法より精度をあげられる可能性は高い

Neural Engineは何をもたらす?

そう、だからNeural Engineは機械学習の処理に特化したシステム。つまり顔認識とか画像処理とか、ARとかの識別や予測をするような処理に特化した作業をしているということです。

これは、カメラの技術、ナイトモードなどにも使われています。今回のiPhone12Proなどでは逆光でとった写真の顔も明るく出来るとうたっていました。そうこれが機械学習です。

Neural Engineが進化することで、顔認識とかの速度も速くなるでしょうし、より複雑なミー文字も作れるでしょう。カメラの補正機能も上がります。予測して演算してくれるということは、他にも多くの可能性を秘めている技術なのです。

次世代のNeural Engineは凄すぎる

1つ前のNeural Engineは8コアでした。それがいきなり倍の16コアになりました。

Appleはいいます。「次世代の16コアNeural Engineは、1秒で11兆の演算を処理できます。そのため機械学習のパフォーマンスが2倍向上。機械学習アクセラレータにより、計算処理能力も10倍になりました。機械学習を使うアプリの性能が、まったく新しいレベルに到達します。」

いきなり2倍。そして計算処理能力10倍。凄すぎです。

Appleの説明は省略しすぎてわからない

Appleの説明

驚くほど高速なNeural Engineを搭載しているので、臨場感溢れる拡張現実の世界を楽しんだり、キーワードで写真を素早く検索したりすることができます。

Neural Engineは先進的なリアルタイムの機械学習のために作られているため、iPhoneの最新モデルでは、パターンを認識したり、予測したり、体験から学んだりすることができます。

midori
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最初、何のことかさっぱりわかりませんでした・・

Appleの説明(2) iPadProについての説明の中で

Appleが作ったNeural Engineが、デバイス上で機械学習をできるようにします。次世代のプロ向けアプリも安心して使えるでしょう。

midori
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上で勉強していただいた皆さんはAppleの説明が理解いただけたでしょうか?私は正直、それぞれ調べるまで何のことかさっぱりわかりませんでした。

まとめ

Neural Engineニューラル エンジンとは、iPadやiPhoneに搭載されているチップの中に組み込まれている1つのシステムで、機械学習(識別や予測をする)の処理に特化した仕事をしています。

Neural EngineはiPhoneXの顔認識や画像処理などのために登場してきました。その後も様々な機械学習を必要とする場面で活躍しています。

そして、Neural Engineはどんどん進化していっています。

今回iPhone12シリーズやiPadAir4に搭載されたA14Bionicでは、Neural Engineが16コアになり、1秒で11兆の演算を処理し、機械学習のパフォーマンスが2倍向上。機械学習アクセラレータにより、計算処理能力も10倍になりました。機械学習を使うアプリの性能が、まったく新しいレベルに到達します。

特にこのNeural EngineはiPhone12Proなどのカメラ性能に対して活きているように思われます。今回の新型iPhone12シリーズはナイトモードが特に強化されています。

全てのカメラでナイトモードが使えるようになっており、自撮りなどでも活きてきます。背景と人物を判断して画像処理をする・・人物の顔が暗く写ったものを明るくする・・それらの処理はNeural Engineの技術向上でより向上するのです。

midori
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<記事を書くために勉強した感想>

何もかも凄すぎて・・・

パソコンを超えてます。これパソコンに載せたら、パソコンがすごい事になります。

AppleがMacに自社製チップをのせたいと言ってる意味までわかってしまいました。

◆追記-2020.11.25◆

midori
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2020年11月、AppleがMac用SoC、M1をMac3機種に搭載して発売しました。A14Bionic以上のスペックです。そして価格は据置・・。

パソコンが本当に凄いことになりました。まだまだ、Apple好きしか注目していないこのすごいことがこれからパソコン業界をどう変えていくのか・・楽しみで仕方ありません。

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