cookieOptions = {...}; .台灣、國際與中國這些巨頭佈局 AIoT 晶片,背後的原因是什麼? - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

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2019年8月7日 星期三

AI Chipsets for Wireless Networks and Devices, Cloud and Next Generation Computing, IoT


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近年來,AIoT 這一詞彙,漸漸活躍在人們的視野中。所謂的 AIoT,即 AI+IoT,意思是將人工智能慧技術,與物聯網技術相結合,形成新的一門融合學科。


伴隨著人工智慧技術的發展,傳統物聯網設備將趨向於智慧化,從而形成 AIoT 人工智慧物聯網,使「萬物互聯」向「萬物智聯」進化。

當然,技術的發展與市場需求是密不可分的。人們面對智慧化應用的需求越來越多,AIoT 就面臨著更加複雜的場景,人們需要為其提供更高效的運算,以獲得更快的響應。值此背景下,AIoT 晶片應運而生,在面向 AIoT 場景任務時,它比傳統通用晶片在算力及功耗上的更加具備優勢。

AIoT晶片是什麼?
什麼是 AIoT 晶片?眾所皆知,IoT 設備與手機,這類行動通訊設備是不一樣的,IoT 設備多種多樣,面對的場景應用也不同,對 AI 算力的要求也有所差別。

現階段尚未開發出能夠跨設備形態存在的通用晶片架構。因此,只有從 IoT 的場景出發,設計客製化的晶片架構,才能在大幅提升性能的同時,降低功耗和成本。

同時滿足 AI 算力,以及跨設備形態的需求,這樣的專用晶片,被稱之為 AIoT 晶片。

實際上,AIoT 晶片並不是一個獨立的晶片個體,目前市場首批 AIoT 晶片幾乎都是結合了CPU、GPU、FPGA 和 DSP 等核心零組件組合而成。不過青出於藍而勝於藍,AIoT 晶片與傳統晶片,相比確實存在不少差別。

在這裡我們以自動駕駛場景為例,介紹下 AIoT 晶片和傳統晶片的區別:
從性能層面出發,當自動駕駛在遇到路面前方的紅綠燈時,如果採用 CPU 進行運算,那麼車輛可能已經產生了闖紅燈等違規行為,因為運算速度太慢,還來不及反應;如果採用 GPU 進行運算,運算速度會大幅增加,但同時也會產生巨大功耗,很有可能汽車確實在遇到紅燈時停下了,可能不是因為紅燈才停下,而是耗能都供給了 GPU 運算之用,已經沒有多餘的能耗繼續前行了;相比之下,採用 AIoT 晶片不僅能大幅提升自動駕駛過程中的運算速度問題,還能減少能耗。

從工藝製造層面來說,AIoT 晶片由於應用場景,和 AI 算法相對確定,因此在硬體設計上要求更加專業化。傳統的 CPU 和 GPU 晶片,採用以指令流的馮諾依曼式計算架構,和計算模式來運行,而 AIoT 晶片多採用類腦或仿腦的架構方式,能夠突破內存牆的計算瓶頸。

因此,相較傳統晶片而言,AI 晶片可以利用更低的主頻、更小的晶片面積,完成 AI 計算任務,實現成本、功耗、算力等多樣化需求之間的完美平衡。


這些企業啓動佈局,搶佔市場先機
聯發科
在今年 4 月,聯發科發佈了兩大 AIoT 晶片平台,分別是 i300 和 i500。i300 適用於語音和視覺設備應用,能夠用於開發針對家庭、物聯網及其他便攜設備的產品;i500 則整合了更強大的 AI 處理器,雙核 AI 處理器(DSP)工作頻率達 500 MHz,支持深度學習、神經網路加速和電腦視覺應用,適用於臉部辨識、對象辨識、場景辨識分析、光學字符辨識等場景。

7月,聯發科又推出了最新一代 AIoT 晶片平台 i700,採用八核架構,整合了兩個工作頻率 2.2 GHz 的 ARM Cortex-A75 處理器與六個工作頻率為 2.0 GHz 的 Cortex-A55 處理器,同時搭載工作頻率為 970MHz 的 IMG9XM-HP8 圖形處理器,還搭載了聯發科技的 CorePilot 技術,應用於智慧城市、智慧建築和智慧製造等領域。


百度阿里华为小米均布局AIoT芯片,背后的原因是什么?

恩智浦
恩智浦可謂是 AIoT 晶片裡「骨灰級」玩家之一。早在18年2月,恩智浦就推出了 AIoT 晶片,這款晶片集恩智浦的 i.MX 應用處理器系列,和 WiFi/藍牙解決方案於一體,並整合到更小的尺寸空間中。


這不僅解決了當下物聯網設備中,實現客製化晶片的尺寸極度受限的難題,而且還提供了更高的跨系統效率。這種前瞻性的設計,也給後來的佈局者帶來不少靈感。

華為
華為除了在行動晶片領域,具有代表作海思麒麟晶片以外,在 AIoT 晶片領域同樣不甘示弱。率先切入的應用領域,也相當貼近百姓的生活,那就是智慧電視。


華為榮耀最近推出的鴻鵠 818 性能頗為強悍,搭載 Video Decoder 模組,可以支撐 8K@30Hz 的影像播放,播放 8K 影像,相當於播放 4 倍的 4K 影像。這代表著採用鴻鵠 818 晶片的設備,在打開目前主流的 4K 影像時,從點擊到開始播放僅需 1.3 秒,相比競品速度快了近一倍。

榮耀還曾表示,是以做手機的精神來做智慧電視。可以想像在這款產品上,將會有很多在傳統電視上,無法想像的新功能,而出色的晶片性能,是實現這一切的基礎。

百度
2018 年 7 月,百度在 AI 開發者大會發佈了對岸中國第一款雲端全功能 AI 晶片「崑崙」,其中包含訓練晶片崑崙 818-300、推理晶片崑崙 818-100,主要針對 AI 大規模運算需求。


時隔一年,百度又交出了亮眼的成績單。在今年的 AI 開發者大會上,百度新推出鴻鵠晶片,繼崑崙晶片發佈後,晶片層面又一力作。作為百度自主研發的 AIoT 晶片,鴻鵠晶片主要面向智慧語音應用,而且還採取了車規標準設計,無論是在智慧硬體上,還是在未來汽車智慧語音應用上,都留有非常大的想像空間。

阿里巴巴
阿里近年來對待科技研發格外的積極,除了最早成立的「達摩院」、「羅漢堂」以外,又成立了一家晶片公司「平頭哥」。


正所謂生死看淡,不服就幹。「平頭哥」在晶片研發領域也不落人後。就在最近,「平頭哥」正式發佈了首款 AIoT 晶片,名字也很有意思,名叫玄鐵 910。

要知道,「玄鐵」之名來自於金庸小說中獨孤求敗,所用的第一神劍「重劍無鋒,大巧不工」,後被郭靖夫婦熔鑄成倚天劍和屠龍刀。這莫非意味著,玄鐵 910 將成為 AIoT 晶片業界「神器」般的存在?

果然,據資料顯示,玄鐵 910 已成為目前業界性能最強的 RISC-V 處理器之一,算力高居全球第一,Coremark 跑分更是超過第二名 40% 以上。玄鐵 910 單核性能達到 7.1 Coremark/MHz,主頻達到 2.5GHz,性能極其強大,能應用於 5G、人工智慧以及自動駕駛等領域。未來,平頭哥還要打造面向汽車、家電、工業等諸多行業領域的智聯網晶片平台。

小米
可能很多人無法想像,小米也會是 AIoT 晶片佈局者之一。小米旗下華米科技,曾發表了全球可穿戴領域第一顆 A 晶片「黃山 1 號」,它由 RISC-V 開源指令集構成,整合了 AI 神經網路模組,可在不聯網的情況下,進行本地的數據運算和處理,透過內置 Heart Rate、 ECGEngine、ECGEnginePro、Arrhythmias 四大驅動引擎,華米科技實現了對心率、心電、心律失常等進行即時監測與分析,可廣泛應用在各類智慧可穿戴設備中。
今年 4 月,小米集團發佈內部郵件宣佈:旗下松果電子團隊重組,部分分拆組建新公司南京大魚半導體,專注於 IoT 晶片;松果電子則繼續專注於手機 SoC晶片 研發。

小米做出這樣的決定,其實不難理解。手機晶片是一項研發投入極高、回報週期長,以及長期技術沈澱的工作。自從 2017 年澎湃晶片 S1 沈寂之後,小米的手機晶片研發陷入了僵局。

即使是海思麒麟晶片從研發到商用,再到抗衡國際廠商,也經歷相當長的一段時間。但反觀在智慧家庭領域,小米很早就開始了佈局,如今已經形成了「小米生態鏈」的優勢,AIoT 已經成為小米最為重要的測略方向,佈局 AIoT 晶片也是意料之中。

紫光展銳
今年7月,紫光展銳在 ArmPSA 安全架構技術研討會上,分享了基於 Arm PSA 框架的安全 AIoT 晶片解決方案。


據瞭解,這套 AIoT 晶片解決方案,提供業界客戶端到端,具備安全可信運算能力和通信能力,能實現智慧化辨識,並支持不同廠商設備間的協議和資料交換,解決物聯網碎片式的互通問題,同時還將相容各種廠商設備的接入方式,實現 24/7 即時管理和失效預測,並對無線網路頻譜和服務進行優化,為用戶提供優異的使用體驗。

雲知聲
2018 年上半年,雲知聲推出了首款 AIoT 晶片 UniOne,並帶來其解決方案雨燕(Swift)。據悉,該晶片由雲知聲自主研發,採用雲知聲自主 AI 指令集,搭載具有自主知識產權的DeepNet、uDSP(數位信號處理器),支持 DNN/LSTM/CNN 等多種深度神經網路模型,性能較通用晶片方案提升超 50 倍。


雨燕(Swift)則採用了 CPU+uDSP+DeepNet 架構,支持 8/16bit 向量、矩陣運算,基於深度學習網路架構,可將針對語音 AI 的並行運算性能發揮到極致,在更低成本和功耗下,提供更高的算力。

中天微
此前,在中興事件期間,晶片一詞漸受重視,「自主造芯(晶片)」的企業,也成為了對岸國內資本投資熱捧的對象。也是在那時,阿里收購了中國大陸唯一的自主嵌入式 CPU IPCore 公司中天微。


完成收購後不久,中天微就發佈了全新 AIOT 晶片,作為全球首款支持物聯網安全的 RISC-V 處理器,這款晶片也是全球首款帶 TEE 的 RISC-V 嵌入式晶片。中天微表示,「自主架構 CPU+RISC-V 相容」硬體架構將逐漸融合在在阿里巴巴物聯網策略中,發揮巨大的作用。

瑞芯微
CES 2019 消費電子展上,瑞芯微發佈旗下內置高能效 NPU 的 AIoT 晶片解決方案:RK1808。


據悉,RK1808 AIoT 晶片 CPU,採用雙核 Cortex-A35 架構,NPU 峰值算力高達 3.0 TOPs,VPU 支持 1080P 影像編解碼,支持麥克風陣列並具有硬體 VAD 功能,支持攝影機影像信號輸入並具有內置 ISP。

此外,RK1808 具備極致低功耗、超強 AI 運算能力、豐富的 AIoT 應用接口,以及易於開發的特性,也將高效賦能 AIoT 生態鏈,及開發者對技術與場景搭配的需求。

AIoT 晶片潛力無限,未來兵家必爭之地
隨著 AIoT 技術深入應用到各個生活層面,物聯網設備之間將加速數據交互,促進數據融合,形成全新的智慧物聯生態系統。人們的生活也會越來越便捷、越來越智慧。同時,也會產生更多的生活場景需求。


對 AIoT 廠商來說,市場多樣化的需求包含了感知層、接入層、網路層、服務管理層,以及應用層五個層級的技術建設。其中,感知層就如同 AIoT 設備的大腦中樞,是最基礎也是最重要的一個環節,AIoT 晶片技術很大程度上,決定了整個產品的好壞。

加上如今晶片製造工藝的成熟,以及 AI 算法算力的加速演進。可以預見,AIoT 晶片必將成為未來的兵家必爭之地,誰掌握了 AIoT 晶片,也就等於在 AIoT 領域站穩了腳步,為未來智慧網聯生態系統一體化建設,打下堅實的基礎。



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