【转载】至顶智库 | 从苹果秋季发布会到苹果AI发展史

北京时间2024年9月10日凌晨，苹果召开一年一度的秋季新品发布会，今年以AI为亮点，吸引全球广泛关注。发布会以iPhone 16等重磅产品为核心，主打Apple Intelligence智能应用、AI芯片及全新机型。

苹果公司（Apple）作为科技行业的领军者，多年来在消费电子领域引领全球科技发展方向，苹果的发展势头也反映到公司市值上。至顶智库通过梳理全球六大科技巨头的市值，苹果公司位居首位，市值达到3.36万亿美元，微软、英伟达等紧随其后，苹果（AAPL）成为全球投资者热捧的科技股票。

苹果公司（Apple Inc.）是一家跨国科技公司，专注于消费电子领域。总部位于美国加利福尼亚州库比提诺。由史蒂夫·乔布斯、史蒂夫·沃兹尼亚克和罗纳德·韦恩于1976年创立。苹果公司以设计、开发和销售消费电子产品、计算机软件和在线服务而闻名。公司主要产品涵盖iPhone智能手机、iPad平板电脑、Mac电脑、Apple Watch智能手表、Apple Vision Pro空间计算设备等硬件产品以及相关软件和服务。

在人工智能领域，苹果以「并购+自研」的方式，一方面收购相关的AI初创公司，另一方面自研，完成AI硬件开发到软件应用的落地。2011年以来，苹果相继推出Siri智能语音助手，Face ID人脸识别系统，苹果AI芯片等产品。2024年作为苹果在人工智能发力的关键之年，AI手机、AI应用及AI大模型成为焦点。

至顶智库将从2024年苹果秋季发布会的重磅新品及AI技术出发，通过回顾苹果的AI发展史，讲述苹果在人工智能的发展之路。

2024苹果秋季发布会，iPhone 16系列AI手机发布

2024年9月10日凌晨1点（北京时间），苹果召开秋季新品发布会，至顶智库将重点介绍iPhone 16系列产品情况。

全新iPhone 16系列推出iPhone 16、iPhone 16 Plus、iPhone 16 Pro和iPhone 16 Pro Max四款机型，其中前两者将首发A18芯片；后两者将首发搭载A18 Pro芯片。

Pro版有两个尺寸可选，iPhone 16 Pro为6.3英寸，iPhone 16 Pro Max为6.9英寸。储存容量方面，iPhone 16 Pro 提供128GB、256GB、512GB、1TB，iPhone 16 Pro Max提供256GB、512GB、1TB。

外观设计

外观方面，iPhone 16 Pro采用5级钛金属设计，全新微喷砂工艺，带来更加细腻精致的外观。钛的强度重量比超过绝大多数金属，以此打造的各款Pro机型都坚固、轻盈；机身内部设计包括100%再生铝金属散热结构结合玻璃背板的一系列优化，散热能力进一步增强；借助全新显示屏技术，在有效像素区域走线来无失真传输显示数据。这种方式能将屏幕边框做得更窄。

iPhone 16提供5种配色，有两个尺寸可供选择，包括了6.1英寸的iPhone 16和 6.7英寸的iPhone 16 Plus，采用双摄像头垂直排列。储存容量可选128GB、256GB和512GB；首次支持MagSafe快速充电，通过30W充电器，充电功率可达25W，同时支持最高15W无线充电。标准版也配备去年Pro机型上首次亮相的Action按钮，取代静音开关，并且可自定义。用户可以将其设置为激活手电筒或语音备忘录录音，还可以触发快捷方式等功能。

Apple Intelligence

涵盖智能书写、智能绘图、智能总结、新版Siri等功能。Apple Intelligence功能，美国英语版会在下个月率先上线，而支持中文的智能应用2025年开始上线。

写作工具可以校对文本并重写不同版本，调整语气和措辞，轻点即可总结所选文本。可在任何地方写作使用，包括第三方应用程序。只需在Notes或电话应用程序中点击录制即可捕获录音和文稿。Apple Intelligence会生成文稿摘要，可以快速获得重要信息。邮件中的优先消息将时间敏感的消息提升到收件箱的顶部 – 例如今天有截止日期的邀请或今天下午航班的登机提醒。

智能总结功能可以对于电子邮件、信息通知等提供快速内容摘要，让用户高效获取各类信息。

Siri能够以独有的方式为个人提供帮助。例如，预订航班时需要护照号码，Siri可以帮忙找到所需信息，而不会侵犯个人隐私。更丰富的语言理解和增强的语音使与Siri交流更加自然。例如，如果说话磕磕巴巴，Siri仍然知道在说什么。不确定如何在iPhone上操作，例如调整肖像的背景虚化，凭借广泛产品知识，Siri可快速为提供分步说明。

A18 Pro芯片

A18 Pro芯片搭载于iPhone 16 Pro，该芯片同样采用了第二代3nm工艺，拥有16核神经引擎，每秒可以处理35万亿次运算，速度更快且能效更高，内存带宽提升了17％；A18 Pro的6核CPU，相比A17 Pro最高提速15%，耗电减少20%，缓存比A18更大。芯片内置新一代机器学习加速器，能帮助驱动Apple Intelligence，可直接通过编程控制来实现高能效、高吞吐率、低延迟的运算；A18 Pro全新6核GPU，优化了芯片图形性能，其GPU速度最高比A17 Pro快20%。

A18 Pro先进媒体处理功能，如全新显示引擎，能驱动ProMotion技术和全天候显示。A18 Pro支持更快的USB 3和ProRes视频拍摄，还有全新视频编码器、图像信号处理器。

A18芯片

全新A18芯片搭载于iPhone 16，采用第二代3nm工艺，CPU为6核心，包括2个性能核心和4个效率核心。A18 CPU比iPhone 15的A16仿生芯片CPU提速30%。A18芯片搭载了16核神经网络引擎，并针对大型生成模型进行优化，机器学习速度最高提升2倍，内存带宽增加17%。

照片和视频

拍摄方面，iPhone16系列在设备侧面新增了一个新的电容式“相机控制”按钮，滑动手指即可调整曝光、景深等相机功能，还能切换各个镜头或使用数码变焦取景构图。按一下启动相机 app，再按一下秒拍照片；在视频模式下，一按即可开拍视频；轻按一下可打开变焦等各种控制选项；轻按两下可切换选择其他相机设置。选好后滑动手指即可调整相应设置。

全新超广角摄像头带自动对焦，可拍摄清晰锐利的微距照片和视频。光圈和像素尺寸双双加大，进光量最高提升至2.6倍。iPhone 16摄像头采用新布局，能使用空间拍摄功能，拍摄3D照片和视频，并在Apple Vision Pro 上欣赏。

iPhone 16 Pro视频拍摄能力跃升，支持4K 120fps杜比视界格式，分辨率和帧率再创新高。全新4800万像素融合式摄像头搭载第二代四合一像素传感器，配合A18 Pro芯片，iPhone 16 Pro拍普通视频和慢动作视频，都能以4K 120fps杜比视界格式来录制。iPhone 16 Pro还搭载四个录音棚级麦克风，录制品质更高，让音频表现大幅提升。新的空间音频录制功能还可为视频带来更具沉浸感的音效。

苹果AI发展史

苹果大举收购30余家AI初创公司

苹果在AI领域收购企业动作频频，将AI技术与产品不断融合。从2010年收购Siri开始，苹果在10年时间里收购多达30余家AI初创公司，2017年和2019年年均收购企业数量达到6家以上。2021年起，苹果收购AI公司的节奏有所放缓，但依旧拿下CuriousAI、AI Music、WaveOne、DarwinAI等初创公司，所收购的AI企业主要涉及语音识别、图像识别、机器学习、AI应用等多个细分领域。

智能语音助手Siri

Siri项目始于2003年斯坦福大学计算和自然语言中心研究项目，也是美国国防高级研究计划局（DARPA）资助的CALO项目分支，项目目标是创建虚拟语音助手；2007年引入外部资金成立Siri公司。2010年2月，Siri作为一款iPhone应用程序发布，同年4月苹果在乔布斯领导下收购Siri公司。2011年10月，Siri语音助手在iPhone 4S上正式推出，成为苹果自然语言处理和语音识别领域的里程碑。Siri作为一款语音助手，可以在各类苹果设备中使用，通过Siri查询天气、查询全球城市时间、设置闹钟、查询股票信息、寻找餐厅、地图和导航、阅读和回复消息、日程安排、搜索网页、语音拨号、播放音乐等。

2011年首次推出之后，Siri底层技术不断改进。2012年，苹果在第三代iPad上推出了Siri。2013年，Siri支持普通话、日语、俄语等语言。2014年，苹果推出“Hey Siri”,允许用户通过语音方式取代按钮方式激活Siri。2016年，苹果开放第三方API接入Siri，用户可通过第三方应用程序与Siri交互，执行发短信、预定旅行和付款等任务。2016年，用户可以在Mac电脑上与Siri交互。2018年，苹果发布HomePod智能音箱，融入Siri允许用户通过语音与虚拟助手交互。2020年，Siri允许用户将整句话翻译为不同语言，还与Apple Music等其他应用程序集成。2021年，Siri能更好理解方言和地区口音、方便视觉障碍人群使用，还被集成到智能家居生态系统中，可通过语音控制智能家居设备。

面部识别系统Face ID

Face ID是苹果推出的面部识别系统，于2017年9月首次搭载于iPhone X，可用于iPhone、iPad等设备解锁和支付。Face ID技术是基于PrimeSense公司之前在低成本红外深度感知方面的工作。2013年11月苹果收购PrimeSense，关键技术是通过视觉让设备获得对真实世界的三维感知能力。

Face ID是一种面部识别传感器，其由两个主要部分组成：1）垂直腔面发射激光点投影模块：该模块负责向用户的脸部投射超过30,000个红外光点。这些光点是通过激光发射器产生的，并且使用一种称为主动衍射光学元件（ADE）的技术来将激光束分割成30,000个光点。2）红外摄像头模块：该模块的功能是读取由激光投影模块投射出的红外光点形成的图案。通过分析这些光点的分布和形状，Face ID系统能够识别和验证用户的面部特征。Face ID通过投射大量红外光点到用户脸上，并用红外摄像头捕捉这些光点形成的图案，来实现面部识别的功能。

苹果AI系列芯片（A系列/M系列）

苹果发布的第一个包含神经网络引擎的芯片是Apple A11 Bionic,首次搭载于2017年发布的iPhone 8、8 plus和iPhone X。A11集成64位ARM架构的CPU、苹果自研三核GPU、NPU（神经网络引擎）等器件，从A11到A17，苹果每年9月定期进行一次更新，芯片晶体管数量显著提升。A11芯片搭载于iphone8和X系列，拥有43亿个晶体管，双核神经网络引擎每秒最高可进行6000亿次运算；A14芯片搭载于iphone12，共有118亿个晶体管，16核神经网络引擎每秒可进行11万亿次运算；A17 Pro芯片搭载于iPhone15 Pro系列，共有190亿个晶体管，16核神经网络引擎。

除苹果A系列芯片以外，M系列芯片均采用神经网络引擎。苹果M1芯片于2020年11月发布，搭载于Mac台式机、笔记本以及iPad Pro、iPad Air，拥有160亿个晶体管，16核神经网络引擎。M2芯片于2022年6月发布，拥有200亿个晶体管，Vision Pro也搭载了M2芯片。M3芯片发布于2023年10月，搭载250亿个晶体管，16核神经网络引擎。

Apple Intelligence

2024年6月WWDC大会，苹果推出Apple Intelligence，深度集成于iOS 18、iPadOS 18和macOS Sequoia中，带来文本和图像处理、Siri智能升级等重要更新。文本处理引入新工具Writing Tools，增强用户写作能力；图像处理涵盖Image Playground、照片和视频搜索回忆等功能，发布新版Siri，与OpenAI合作将ChatGPT智能应用植入苹果手机中。

1）Writing Tools：让用户能在任何场景下对文本进行改写、校对和摘要，包括邮件、备忘录、Pages文稿和各类第三方app。改写工具可以让用户选择不同版本，根据用户和文稿诉求调整文风。Proofread 工具能为用户检查语法、措辞和语句结构，同时给出修改建议，以及对修改建议的说明，方便用户查看或快速采纳。Summarize 工具可在用户选中文本后，以易于理解的段落、要点罗列、表格或列表的形式对其进行归纳总结。

2）Image Playground：借助于Image Playground，用户可在数秒间创作出趣味图像，有动画、插画、手绘三种样式可以选择。Image Playground直接内置在信息等多款app中，也可单独进行安装和使用，适合试验不同创意和风格。所有图像均在设备端创建生成，不受图像数量限制。

3）新版Siri：在Apple Intelligence助力下，Siri与系统体验结合更加浑然一体。Siri语言理解能力提升，表现得更自然，更契合场景，更贴合用户个人需求，还能简化和加快日常任务流程。Siri能理解用户碎片化表述，还会为连续请求沿用语境场景。Siri可为用户提供设备支持，回答数千个有关如何使用iPhone、iPad和Mac的问题。

Siri具备屏幕感知能力，能够理解用户在更多app中的内容，并据其进行相应操作。例如，用户在信息app中收到朋友发来的新地址时，只需说一句“把这个地址加到他的联系人名片里”即可。

Siri能在各类Apple及第三方app中完成数百种新操作。例如，用户只需说出“从我的阅读列表里调出那篇关于蝉的文章”，或者“把周六那天的烧烤照片发给 Malia”，Siri便会执行。

4）ChatGPT接入：Apple将ChatGPT整合至iOS 18、iPadOS 18和macOS Sequoia操作体验中，让用户能够直接使用ChatGPT的特殊功能，包括图像和文档理解能力，为用户省去切换工具时间。

Siri可根据需要直接调用ChatGPT特殊功能。征得用户同意后，才将问题发送至 ChatGPT，连同任何文档或照片，最后直接答复用户。

ChatGPT集成至Writing Tools工具内，协助用户根据当前主题生成内容。使用Compose功能时，用户可运用ChatGPT图像工具生成多种图像，做到图文并茂。

苹果自研AI大模型

2024年7月，苹果发表Apple Intelligence Foundation Language Models论文，首次披露苹果自研大模型的细节信息。

Apple Intelligence由多个高性能的生成式模型组成，可实现写作和优化文字、对通知排序和总结、创作图片、简化跨程序交互。论文着重介绍了两个模型的构建过程：AFM-on-device和AFM-server（AFM代表苹果基础模型Apple Foundation Model）。

AFM-on-device是30亿参数的模型，可在端侧高效运行。AFM-on-device在2048块TPUv5p芯片上训练，从更大模型蒸馏和剪枝而来。

AFM-server是一个基于服务器的大语言模型，用于私有云计算。AFM-server在8192块TPUv4芯片上从头开始训练，训练数据集共6.3T token。

AFM 分为三个阶段：1)核心阶段：AFM-server从头开始，AFM-on-device从更大模型蒸馏和剪枝；2)继续阶段：减少低质量网页爬取数据权重，增加代码和数学数据权重；3)上下文扩展阶段：使用更长的序列长度和合成长文本数据，以提高模型对长文本的处理能力。后训练过程包含两个阶段：监督微调（SFT）和人类反馈强化学习（RLHF）。Apple提出两种新的训练后算法：（1）迭代教学委员会（iTeC）：使用多种偏好优化算法，包括拒绝采样、直接偏好优化和在线强化学习，迭代模型。（2）在线RLHF算法：使用 Mirror Descent策略优化和 Leave-One-Out优势估计器（MDLOO）来最大化奖励，提高模型质量。

适配器架构：苹果使用LoRA适配器来针对特定任务进行模型微调。对于每项任务，研究者会调整 AFM 自注意力层中的所有线性投影矩阵以及逐点前馈网络中的全连接层。仅通过微调适配器，基础预训练模型的原始参数保持不变，可以保留模型的一般知识，同时定制适配器以支持特定任务。

Apple Intelligence整体架构分为底层硬件设施、中间层个人智能系统和顶层应用。端侧模型是由端侧本身硬件提供支撑，包括CPU、GPU、神经网络引擎和安全系统。服务器模型则是由服务器硬件支持。个人智能系统包括语义索引、程序意图工具箱、端侧语言模型、端侧图像模型、服务器模型及相关系统等。支持的应用包括Siri、写作工具、图像生成等。

Apple将AFM与开源模型（Phi-3、Gemma-1.1、Llama-3、Mistral、DBRX-Instruct）和商业模型（GPT-3.5和GPT-4）进行比较。AFM-on-device与Phi-3-mini相比，模型尺寸小25%，仍获得47.7%胜率。

苹果AI大模型核心技术团队

Van Hoff、Giannandrea、Pang三位技术大佬在不同程度上对苹果的AI大模型发展起到重要推动作用。

Arthur Van Hoff：作为苹果大语言模型带头人，曾开发新版Siri。Van Hoff是Sun Microsystems团队的早期成员，该团队在20世纪90年代创造Java，后来Van Hoff成为知名企业家。2019年，Van Hoff加入苹果，一开始负责开发内部代号为Blackbird的新版Siri，但苹果最终放弃该项目。随后，Van Hoff的团队开始专注于大语言模型，最初的目标是开发出用于Blackbird的模型基础版本。Van Hoff团队最初只有几名成员，其中最著名的是两名专门从事自然语言处理的英国研究人员Tom Gunter和Thomas Nickson。这两名研究人员都曾在牛津大学获得高级学位，并于2016年加入苹果公司从事Siri的研发工作。

Ruoming Pang：苹果大语言模型的训练者。2021年，在谷歌工作15年的Pang加入苹果，帮助苹果训练最先进的大语言模型。Pang在神经网络方面的研究工作有很高的声誉。神经网络是机器学习的一个分支领域，涉及到训练软件以识别数据中的模式和关系，类似于人脑的工作原理。他有一些比较著名的研究，如涉及神经网络如何与手机处理器配合工作，以及如何使用并行计算来训练神经网络。其中，并行计算是将较大的问题分解为较小的任务，以方便多个处理器能够同时进行计算的过程。返回搜狐，查看更多

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