AI硬件：谁能成为多模态大模型的眼睛，下一代换机潮如何开展？

海外行业报告|行业专题研究 证券研究报告 2023年10月13日 AI硬件：谁能成为多模态大模型的眼睛，下一代换机潮如何开展？ 作者： 分析师孔蓉 SAC执业证书编号：S1110521020002 分析师李泽宇SAC执业证书编号：S1110520110002 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 摘要 从PC到手机到下一代硬件，我们认为每一代，操作系统+计算架构+交互方式+信息输入+应用生态的每一层均有革命性变化。我们相信多模态大模型为新一代操作系统变革的强音。 1）为了支持新一代计算架构，海外大厂在芯片端持续变革。高通混合AI，IntelNPU架构，英伟达显卡中TensorCore更好应用，AMDGPU变革等等变化的发生均可管中窥豹，IntelNPU基于其内核有望更多分担低延迟低耗能要求的诸多AI应用计算负载，如视频会议，语音降噪。 2）个人硬件端的信息输入无疑为支持多模态能力应用百花齐放的核心。从PS的键盘鼠标到移动端的触摸定位摄像头，新的输入开启了整个LBS（位置为基础的外卖到店）和短视频等多个移动互联网应用，我们认为在直播，个人助手等场景下，手机需要手持的特点并非一成不变。Meta本周发布的雷朋联名眼镜即为首次探索，或与AI能力结合成为智能助理，通过语音交互即可执行命令或查询信息。 3）交互方式：Apple的空间计算设备无疑为眼动手动自然交互值得期待的重点。同时我们认为OpenAI也值得重点关注。它投资的Humane推出智能可穿戴产品HumaneAiPin，通过多种传感器识别语音提示和手势控制实现计算交互。此外，OpenAI也有意向通过合作共同研发深度布局AI硬件设备。 4）下一代换机潮能否开启，先在AIPC，空间计算设备，还是AI手机上兑现？我们认为微软Surface新一代 产品，苹果MR&手机均值得期待，此外，亚马逊也宣布Echo全面革新，周期反转加应用创新或将拉动需求。 风险提示：生成式AI发展不及预期；算力成本及硬件发展不及预期；相关应用产品上线后效果不及预期。 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明2 手机 2011 谷歌发布初代Pixel 2016.10 2017 苹果自主研发M1芯片 2020 2021.10 谷歌Pixel7搭载Tensor2代处理器 2022.10 2023.09 谷歌Pixel8使用最新的安卓 14系统，加强机器学习模型 2023.10 Siri在iPhone4S上首次推出 苹果神经引擎首先出现在iPhoneA11Bionic处理器上，用于处理FaceID和相机动作等内容 谷歌首款Tensor处理器支持的Pixel6发布 iPhone15配备A17Pro处理器，为机器学习算法提供更多功能 2017 2018 20202022.09 PC& 芯片 英伟达推出VoltaGPU构架 英伟达Turning架构升级TensorCore英伟达发布Ampere架构，支持更高级别的 TF32\BF16两种数据格式及稀疏矩阵的运算能力 英伟达发布RTX4090显卡，采用第4代TensorCores 2015 2022.102022.11 2023.9 2023.10 搭载第一代AIEngine 的高通骁龙820发布 英特尔第13代RaptorLake 处理器升级 高通宣布推出全新旗舰移动平台——第二代骁龙8 英特尔公布MeteorLake架构，内置NPU 高通骁龙8Gen3亮相 头显& 新硬件 2020.10 2021.92023 2023.102023.10 Meta发布OculusQuest2 Meta推出第一代智能 眼镜Ray-Ban Humane公布HumaneAiPin，第一个专门为AI实现移动计算而构建的产品 Meta与EssilorLuxottica合作 ，推出第二代雷朋Meta智能 眼镜 MetaQuest3发售，具有更高分辨率、更强性能 2023IntelInnovation上，Intel发布用于AIPC的新一代MeteorLake处理器，并首次内置NPU用于AI本地推理加速。 MeteorLake首次集成了NPU（神经处理单元），用于AI本地推理加速，从而使其具备更强大的AI负载处理能力；采用了Intel4制程节点、最新一代的能效核（Crestmont）和性能核（RedwoodCove）以及低功耗能效核构成的3D高性能混合架构，在能耗比方面实现显著进步。英特尔测试证明采用NPU跑SD的能效将高于只采用GPU。封装技术上，MeteorLake首次采用基于Foveros封装技术的芯粒技术。 相较于GPU适合高并发、高吞吐需求的AI工作，NPU是低功耗的AI引擎，用于持续性的AI负载（视频会议，需求AI实现眼神矫正、画面超分或语音降噪等工作）。 图：Intel对于CPU、NPU、GPU的分工定位图：采用NPU进行SD推理的能效优势明显 生成式AI模型对计算基础设施需求极高，模型的推理随着用户数量和使用频率的增加而不断上升，云端推理成本剧增，这导致规模化扩展难以持续。混合AI为此提供了解决方案，不仅结合了云端与边缘终端协同处理AI计算负载，还根据场景和需求灵活分配工作，从而优化了用户体验和资源利用。 什么是混合AI？混合AI指终端和云端协同工作，在适当的场景和时间下分配AI计算的工作负载，以提供更好的体验，并高效利用资源。 在一些场景下计算将主要以终端为中心，在必要时向云端分流任务。而在以云为中心的场景下，终端将根据自身能力，在可能的情况下从云端分担一些AI工作负载。 混合AI优势在哪？混合AI架构拥有成本、能耗、性能、隐私、安全和个性化优势。以成本为例，生成式AI的每次搜索查询成本是传统 搜索方法的10倍，将一些处理从云端转移到边缘终端可以减轻云基础设施的压力并减少开支，从而助力生成式AI的持续规模化扩展。节省成本也能促进生成式AI生态系统发展，支持OEM厂商、ISV和应用开发者更经济实惠地打造应用。比如开发者可以基于完全在终端上运行的StableDiffusion创建应用程序，对于生成的每个图像承担更低的查询成本，或完全没有成本。 凭借赋能数十亿边缘终端的终端侧AI领导力，高通助力打造混合AI新时代。高通采用可扩展的技术架构以及高度优化的AI软件栈， 可在不同终端和模型上进行工作。此外，高通AI引擎已赋能广泛的终端品类，包括智能手机、XR、平板电脑、PC、安防摄像头、机器人和汽车等。 图：高通全栈AI研究和优化赋能技术图：高通AI软件栈运行逻辑 2023MetaConnect开发者大会上，Meta推出了新一代的Quest3和智能眼镜，提出MR+AI+智能眼镜的组合或是未来趋势。Quest 3和Ray-BenMeta在配置和性能上相比上一代有了进一步提升，两款产品内都将加入Meta的AI聊天机器人MetaAI。 Quest3性能全面提升：性能，采用SnapdragonXR2Gen2，与Quest相比提供两倍的GPU处理能力，实现更快的加载时间和更无缝的使用体验。混合现实能力，2个RGB摄像头，角度像素密度（PPD）达到18，分辨率是Quest2的10倍，透传分辨率是QuestPro的2倍。提供全彩、高保真的周围环境视图，且能看到虚拟物体出现在物理空间中。音响，集成式立体声扬声器具有3D空间音频功能，音量、低音范围和最佳L/R匹配能力提高了40%。DRAM，8GB，比Quest2内存容量增加33%。 应用生态丰富：已有超过500款应用，提供沉浸式体验，涵盖游戏、健身、娱乐等领域。 2023年10月10日将正式上架；128GB版本起价499.99美元，512GB版本649.99美元。 图：Quest3产品模型图图：Quest3游戏实景体验图：MetaQuest3和Quest2信息对比 MetaQuest3 MetaQuest2 价格 499美元（128GB） 299美元（128GB） 芯片 高通骁龙XR2（Gen2） 高通骁龙XR2 分辨率 2064*2208pixelpereye 1832*1920pixelpereye 存储空间 128/512GB 128/256GB DRAM 8GB 6GB 续航时间 2.9小时 2-3小时 大小 7.2*6.3*3.8英寸 7.5*5.2*4英寸 重量 1.1英镑 1.1英镑 透视能力 全色彩透视（18PPD） 黑白透视 Ray-BenMeta：性能，基于QualcommSnapdragonAR1Gen1平台，具有端侧AI功能，提供更高质量的照片和视频处理以及更快的计算，集成并优化了高级对话助手MetaAI。硬件，采用新一代的12MP超广角相机，显著提升照片和1080p视频的质量；五麦克风阵列支持沉浸式音频录制，定制扬声器设计，带有扩展的低音、最大音量和改进的定向音频；电池提供额外8次充电，总使用时间可达36小时。功能，IPX4标准的防水功能；改进的触摸板和新增的交互耳标实现更快响应命令。 使用场景：视觉搜索；实时翻译；实现第一视角的视频拍摄；通过眼镜直接在Facebook或Instagram上直播；通过预览界面浏览评论内容等。集成MetaAI后，用户可通过声音实现与眼镜的交互，眼镜还能实现识别镜头拍摄到的物体、读取文字，给照片或视频配文等。 2023年10月17日将正式上架；起价299美元。 图：Ray-BenMeta产品图图：MetaAI将集成在Ray-BenMeta眼镜中 Google的Pixel8系列手机在纽约「MadebyGoogle」活动中发布，重点强调了在AI功能的深度整合、最新Android14系统的应用以及摄像头技术的升级。 GooglePixel：性能，搭载Android14和专为GoogleAI设计的TensorG3芯片，其机器学习能力相比上一代Tensor增强了超过两倍，使得其AI处理性能大幅提升，支持更精确的Live-HDR。硬件，5000万像素后置主摄像头、增强的低光性能和前置自动对焦。AI功能，除了提供生成网页摘要、朗读和翻译网页的生成式AI功能，Pixel还通过MagicEditor和AudioMagicEraser提供照片和音频的高级编辑体验。其他，Pixel8Pro新增了背面温度传感器以测量物体温度。 谷歌发布新的AI助手AssistantwithBard，它能帮助用户更高效地管理任务，如计划旅行或发送短信，并为Android提供更丰富的 上下文交互体验，助手将在未来几个月内推出。 2023年10月12日将正式上架；Pixel8起价699美元。Pixel8Pro起价999美元。 图：Pixel8产品图 图：Pixel朗读网页 图：AssistantwithBard编写社交帖子 Humane首款人机交互AI硬件将发布，公司曾获SamAltman连续投资。Humane是一家创新计算公司，宣称将通过创新计算方式来探索更理想的人机交互体验。公司创始人为前苹果设计总监ImranChaudhri和软件工程总监BethanyBongiorno。OpenAICEOSamAltman在公司此前几轮融资中连续参与。 2023年6月30日，Humane推出了首个无屏幕的独立AI硬件及其软件平台——HumaneAiPin。它是一种基于服装的智能可穿戴产品，配备多种传感器，支持语音提示和手势控制。同时能直观地在物体表面投射信息，实现与上下文和环境的互动计算交互。此外，它还具备由高通的Snapdragon平台支持的AI驱动的光学识别和激光投影显示技术，完整功能将于11月9日发布。 SamAltman与苹果前设计总监讨论AI硬件，OpenAI或将布局AI硬件领域。根据《TheInformation》报道，苹果公司前设计总监JonyIve和OpenAICEOSamAltman正在讨论打造一款新的AI硬件设备。Ive曾任苹果首席设计官，曾是iMac、iPhone