چیپ‌ست اپل R1 در هدست واقعیت ترکیبی ویژن پرو چیست و چگونه با اپل M1 و M2 مقایسه می‌شود؟

اپل با رونمایی از هدست واقعیت ترکیبی ویژن پرو که در واقع دو مفهوم واقعیت مجازی و افزوده را یک‌جا در اختیار کاربر قرار می‌دهد، یک چیپ‌ست جدید هم به نام اپل R1 معرفی کرد که در این مقاله قصد تحلیل آن و مقایسه با چیپ‌ست‌های اپل M1 و M2 داریم. در ادامه با ما همراه باشید.

هدست Vision Pro، تراشه سیلیکونی جدید اپل، به نام R1 را به ارمغان آورده که با کمک سنسورهای تعبیه شده در آن، داده را به‌صورت لحظه‌ای پردازش می‌کند. این تراشه مسئول دنبال کردن حرکات چشم و دست است، همچنین وظیفه دارد تا محیط پیرامونی کاربر را بدون لگ و قطعی در حالت video pass-through mood بازنمایی و سایر ویژگی‌های VisionOS را نیز اجرا کند.

با حذف پردازش‌های سنگین از روی پردازنده اصلی و بهبود کارایی، R1 مشکل کندی و عمل نکردن به دستورات را در حالت واقعیت افزوده یا واقعیت مجازی تا حد قابل توجهی برطرف کرد. در ادامه این مقاله به بررسی نحوه کار تراشه R1 و مقایسه با پردازنده اصلی M2 و ویژگی‌های Vision Pro که ارائه می‌دهد می‌پردازیم.

چیپ اپل R1 چیست و چطور کار می‌کند؟

تراشه اپل R1 با پردازنده اصلی M2 متفاوت است و می‌تواند داده‌ها را در لحظه از طریق ۱۲ دوربین، ۵ سنسور و ۶ سنسور و ۶ میکروفون دریافت، پردازش و به شکل زنده اجرا کند.

۲ دوربین بیرونی اصلی دنیای اطراف شما را ذخیره می‌کنند و هر ثانیه تصویری 4K را به شکل میلیاردها پیکسل به صفحه هدست شما می‌فرستند. در رأس همه این موارد، یک جفت دوربین کناری، به همراه دو دوربین که در پایین نصب شده‌اند و دو مادون قرمز، حرکات دست را در جهات بسیاری دنبال می‌کنند و به‌راحتی حتی در نور کم هم کارشان را انجام می‌دهند.

سنسورهایی شامل اسکنر LiDAR و دوربین تشخیص عمق (TrueDepth) هستند که نقشه عمق محیط اطراف شما را تهیه می‌کنند و ویژن پرو را قادر می‌سازند که المان‌‌های دیجیتال را با دقت در فضای شما قرار دهد. در داخل، یک حلقه LED دور هر صفحه و دو دوربین مادون قرمز، حرکات چشمتان را دنبال می‌کنند و همین زیربنای ناوبری visionOS را ایجاد کرده است.

تراشه R1 موظف است تمام داده‌هایی را از واحدهای اندازه‌گیری درونی، بدون تأخیر محسوس که به‌وسیله سنسورها تهیه می‌شوند، پردازش کند. این قابلیت مهم‌ترین نکته در ساخت یک تجربه کاربری باورپذیر و واقعی است.

مقایسه اپل R1 با M1 و M2

هدف اصلی از تولید پردازنده M1 و M2 برای کامپیوترهای مک بوده است. اما پردازنده R1 به طور مستقیم و ویژه برای پشتیبانی و خلق تجربه کاربری بسیار روان در واقعیت افزوده طراحی شده است. R1 عملکردی سریع‌تر از M1 و M2 دارد و مزیتی مانند تجربه‌ای بدون لگ و کندی دارد.

نکته:

اپل به طور مشخص اعلام نکرده که چه تعداد CPU و GPU در ساخت R1 استفاده شده و همین مقایسه بین R1، M1 و M2 را سخت می‌کند.

حیطه اصلی R1 دنبال کردن حرکات چشم، سر، دست و ساخت نقشه سه‌بعدی با کمک سنسور LiDAR است. حذف این عملیات فشرده محاسباتی به M2 اجازه می‌دهد تا زیرسیستم‌ها، الگوریتم‌ها و برنامه‌های مختلف visionOS را به طور مؤثر اجرا کند.

فاکتور کلیدی در تراشه Vision Pro R1

تراشه R1 این توانایی‌های کلیدی را دارد:

پردازش سریع: الگوریتم‌های تخصصی و پردازش سیگنال‌های تصویری در R1 برای درک ورودی‌های سنسورها، دوربین‌ و میکروفون‌ها بهینه‌سازی شده‌اند.

تأخیر کمتر: معماری بهینه شده سخت‌افزار، سبب کاهش تأخیر شده است.

مصرف بهینه انرژی: R1 مجموعه خاصی از وظایف را به لطف معماری حافظه مؤثر و فرایند تولید TSMC  5 نانومتری، با استفاده از حداقل انرژی انجام می‌دهد.

یکی از معایب طراحی دو تراشه‌ای ویژن پرو و پیچیدگی R1، افزایش هزینه و عمر ۲ ساعته باتری است.

R1 چه مزایی در Vision Pro ایجاد کرده است؟

R1 ردیابی دقیق چشم و دست را امکان‌پذیر می‌کند که “فقط کار می‌کند”. به‌عنوان‌مثال، برای پیمایش  visionOS، کافی است نگاه خود را به دکمه‌ها و سایر عناصر هدایت کنید.

ویژن پرو، از حرکات دست برای انتخاب آیتم‌ها، اسکرول کردن و… استفاده می‌کند. دقت و توجه زیاد به حرکات چشم و دست، به مهندسان اپل اجازه داد که هدست واقعیت ترکیبی‌ای را بسازند که به هیچ کنترل کننده فیزیکی نیاز نداشته باشد.

دقت دنبال کردن (Tracking) و تأخیر حداقلی، ویژگی‌های مثبت دیگری مانند تایپ کردن هوایی با کیبورد واقعیت مجازی را هم ایجاد کرده است. به‌علاوه مجهز به سیستم دنبال کردن حرکات سر دقیقی است که قادر به ساخت یک فضای محاسباتی دقیق در اطراف کاربر است. برای تأکید دوباره، دقت و ظرافت عنصر اصلی در این کار است. شما می‌خواهید که همه اشیا AR در جای خودشان ثابت باشند و با بالا و پایین کردن یا تکان دادن سر جابه‌جا نشوند.

آگاهی فضایی یکی دیگر از مواردی است که کاربران تجربه می‌کنند. تراشه R1 عمق اشیا را با کمک سنسور LiDAR و دوربین‌های تشخیص عمق دریافت می‌کند و نقشه سه‌بعدی زنده‌ای را از محیط می‌سازد. اطلاعات عمق به هدست امکان شناسایی اجسام مانند دیوار و وسایل خانه را می‌دهد.

تشخیص اعماق به نوبه خود برای تداوم فعالیت واقعیت مجازی ضروری است؛ زیرا به ثابت ماندن اشیا مجازی در جای خود کمک می‌کند. همچنین به ویژن پرو این امکان را می‌دهد که پیش از برخورد کاربر با اجسام فیزیکی، او را مطلع سازد و خطرات تصادف در واقعیت مجازی را کاهش دهد.

چطور حسگر Fusion R1 اختلالات حرکتی در AR را کاهش می‌دهد؟

طراحی دو تراشه‌ای Vision Pro فرایند پردازش حسگر را از تراشه اصلی M2 که مسئول اجرای سیستم‌عامل و برنامه‌هاست، حذف نمود. به نقل از نشریه مطبوعاتی Vision Pro،R1  تصاویر را از دوربین‌های بیرونی دریافت و با تأخیری معادل ۱۲ میلی‌ثانیه پخش می‌کند. به‌عبارت‌دیگر این عمل ۸ برابر سریع‌تر از سرعت پلک زدن انسان است لگ‌ها را به حداقل می‌رساند.

لگ (Lag) به معنای تأخیر در دیدن تصاویر توسط دوربین و نمایش در صفحه 4K هدست است. هر چه این تأخیر کمتر باشد، بهتر است.

اختلالات حرکتی زمانی اتفاق می‌افتند که تأخیر قابل توجهی میان مغز شما که اطلاعات را از طریق چشمتان دریافت کرده و آنچه گوش درونی شما حس کرده، وجود داشته باشد. این اتفاق در بسیاری از موقعیت‌ها مانند شهربازی، در یک قایق یا کروز سواری و هنگام استفاده از یک دستگاه VR و… رخ می‌دهد.

واقعیت مجازی ممکن است افراد را به دلیل تعارض حسی بیمار کند؛ و منجر به ایجاد علائم بیماری حرکتی مانند بی‌حسی، حالت تهوع، سرگیجه، سردرد، خستگی چشم، استفراغ و… شود.

VR همچنین می‌تواند به دلیل فشار چشم که علائم آن شامل درد یا خارش چشم، دوبینی، سردرد و گردن درد است، برای چشم شما مضر باشد. برخی از افراد می‌توانند یک یا چند مورد از این علائم را تا چند ساعت پس از برداشتن هدست احساس کنند.

نکته:

به‌عنوان یک قاعده کلی، یک دستگاه VR باید نمایشگر را حداقل 90 بار در ثانیه (FPS) تازه‌سازی کند و تأخیر صفحه‌نمایش باید کمتر از 20 میلی‌ثانیه باشد تا افراد دچار بیماری حرکتی نشوند.

با کاهش تأخیر به فقط ۱۲ میلی‌ثانیه، R1 به سطح بسیار خوبی در این موضوع رسیده است. درحالی‌که R1 در زمینه کاهش اختلالات حرکتی کمک می‌کند، ولی برخی استفاده‌کنندگان و تسترهای دستگاه ویژن پرو گزارش داده‌اند که پس از ۳۰ دقیقه استفاده از هدست دچار اختلالات حرکتی شده‌اند.

پردازنده تخصصی اپل مزایای زیادی را با خود به ارمغان آورد

اپل در زمینه پردازنده‌های تخصصی، برای هیچ‌کس ناشناخته نیست. طی این سال‌ها، تیم ساخت تراشه سیلیکونی اپل، چیپ‌های تلفن همراه و کامپیوترهای خانگی زیادی را تولید کرده‌اند که در این صنعت بسیار غبطه ‌برانگیز است.

چیپ‌های سیلیکونی اپل، به پردازنده‌های کمکی برای اجرای برخی ویژگی‌ها متکی هستند. برای مثال Secure Enclave داده‌های بیومتریک و پرداخت را به طور ایمن مدیریت می‌کند، درحالی‌که Neural Engine عملکردهای هوش مصنوعی را بدون از بین بردن و تخریب باتری سرعت می‌بخشد.

مثال‌های فوق‌العاده‌ای از به‌کارگیری پردازنده‌های کمکی برای مدیریت و اجرای فعالیت‌های مخصوصی وجود دارد و مزایای آن نسبت به استفاده از پردازنده اصلی برای مدیریت همه چیز برای همگان واضح است.

منبع:MUO