芯片廠(chǎng)商引領(lǐng)廣電的人工智能化

作者/ 任澤坤 上海兆芯集成電路有限公司業(yè)務(wù)發(fā)展部 項目經(jīng)理 (上海 201203)

摘要：本文從芯片廠(chǎng)商的角度分析人工智能(AI)得以迅速發(fā)展的三大關(guān)鍵要素。并以當前AI中最核心的深度學(xué)習技術(shù)為例，分析其訓練和執行兩個(gè)階段分別對硬件的需求，得出GPU和CPU性能在A(yíng)I應用的重要性。隨后介紹了兆芯在GPU和CPU方面的技術(shù)優(yōu)勢，以及在廣電領(lǐng)域，兆芯憑借自身平臺優(yōu)勢引領(lǐng)AI產(chǎn)業(yè)發(fā)展及推進(jìn)AI應用落地的實(shí)際案例。

　　近兩年AI(Artificial Intelligence)可謂是火爆，從AlphaGo到自動(dòng)駕駛，從BAT(百度阿里騰訊)的瘋狂投入到NVIDIA股價(jià)的暴漲8倍，再到遍地開(kāi)花的AI公司和AI概念。我國政府也順應時(shí)代，于2017年7月印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規劃》，正式將人工智能產(chǎn)業(yè)提升到國家戰略。

　　很多人都認為這些都得益于深度學(xué)習算法的進(jìn)步和發(fā)展，AI專(zhuān)家吳恩達曾經(jīng)有過(guò)這樣的簡(jiǎn)單比喻：把打造人工智能系統比作造火箭，算法是引擎，數據是燃料，能加速則靠的是硬件?？梢?jiàn)，海量的數據、先進(jìn)的算法、高效的硬件是AI領(lǐng)域三大要素。中國作為人口大國，大數據方面有優(yōu)勢，但作為硬件領(lǐng)域的芯片商，特別是中國的芯片商，怎樣參與到這次浪潮中呢?

　　圖1為中國產(chǎn)業(yè)研究院調查的AI領(lǐng)域中國企業(yè)數量分布狀況。顯然，芯片/處理器領(lǐng)域的廠(chǎng)商數量是最少的，原因很簡(jiǎn)單，因為技術(shù)門(mén)檻太高!不管是AlphaGo還是自動(dòng)駕駛汽車(chē)，要想使得任何精妙算法得以實(shí)現，其基礎是硬件的運算能力，也就是說(shuō)，能否發(fā)展出超高運算能力又符合市場(chǎng)需求的芯片成為人工智能平臺的關(guān)鍵一役。

　　眾所周知，深度學(xué)習是當前AI的核心，深度學(xué)習分為兩個(gè)階段：首先是訓練，然后是執行。訓練階段需要處理海量數據的計算，這是GPU最擅長(cháng)的工作(得益于超強并行計算能力)。而在執行階段，則需要一顆能夠處理復雜程序的CPU(以應對各種模型)。所以，強勁的GPU性能+CPU性能是AI應用的基石!看到這里，大家都會(huì )想到NVIDIA、AMD、Intel和微軟，但殊不知，有這么一家低調的中國芯片公司，GPU和CPU技術(shù)都是它的傳統優(yōu)勢，并致力于新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應用，這就是總部位于上海的——兆芯!

　　上海兆芯集成電路有限公司是成立于2013年的國資控股企業(yè)，也是國內唯一同時(shí)有X86和ARM產(chǎn)品的芯片公司。 另外，兆芯擁有獨立自主知識產(chǎn)權的GPU，其具有業(yè)界最高的單位面積性能。這些CPU和GPU方面的技術(shù)積累，讓兆芯在A(yíng)I領(lǐng)域具有很強的平臺優(yōu)勢。

　　以兆芯目前在廣電領(lǐng)域大規模商用的ZX-2000芯片為例，CPU方面采用了高性能的ARM Cortex-A17核心，其性能領(lǐng)先友商的高端芯片，同時(shí)具有性?xún)r(jià)比的優(yōu)勢(如圖2)。

　　GPU方面，ZX-2000集成自主知識產(chǎn)權的圖形處理器，采用64位線(xiàn)程(Elite1000+) 20多年技術(shù)累積，以及多年圖形處理器的發(fā)展。設計面積更小，功耗更低，成本更有優(yōu)勢(如圖3)。

　　強大的CPU和GPU性能，造就了ZX-2000在同級別競品中強大的3D游戲支持能力，同樣滿(mǎn)足VR和AI等當前及未來(lái)的應用需求。

　　事實(shí)上，兆芯作為一家研發(fā)型公司，一直致力于新技術(shù)的預研和新領(lǐng)域的探索。以廣電行業(yè)為例，兆芯不僅僅是第一個(gè)TVOS大規模商用落地的芯片廠(chǎng)商，也是第一個(gè)推出整套VR(虛擬現實(shí))360°沉浸式視頻體驗方案的廠(chǎng)商，還是第一個(gè)支持VR 三維音方案的廠(chǎng)商。兆芯在鞏固當前DVB(數字視頻廣播)核心業(yè)務(wù)的基礎上，憑借著(zhù)多年的技術(shù)積累及強勁的硬件平臺，足以引領(lǐng)廣電行業(yè)的人工智能化浪潮。

　　在廣電領(lǐng)域，AI方面將會(huì )有很寬廣的應用空間，諸如以下兆芯的應用案例。

　　1.人臉檢測與識別。兆芯自主研發(fā)的人臉檢測和識別算法，具有速度快，占用資源小的優(yōu)點(diǎn)。應用場(chǎng)景：通過(guò)人臉識別的門(mén)禁系統;電視節目系統根據人臉識別出觀(guān)眾，定制化初始界面及個(gè)人愛(ài)好的節目推送等，此功能也可以作為兒童鎖。用戶(hù)只需要一個(gè)外接攝像頭，其他事情兆芯芯片統統搞定!其中，基于人臉識別的門(mén)禁系統已經(jīng)有應用案例，如圖4。

　　2.圖像識別進(jìn)行游戲和操作控制。兆芯自主研發(fā)的算法，能夠精確識別出定制化圖案，并且定位及追蹤圖案所處的位置。通過(guò)這種識別和定位，可以用肢體和移位來(lái)進(jìn)行游戲和操作的控制，而無(wú)需依靠任何手柄和遙控器。極大提高了參與度和互動(dòng)性并減少外設成本。此方案兆芯曾在各大展會(huì )多次展示，深受好評。當然，用戶(hù)需要的也只是一個(gè)外接攝像頭，其他事情兆芯芯片統統完成，如圖5左圖。

　　3.電視節目?jì)热葜悄茏R別?；谏疃葘W(xué)習算法的圖像識別技術(shù)，具有無(wú)需聯(lián)網(wǎng)，占用資源小的優(yōu)點(diǎn)，可在不換臺的情況下預識別各個(gè)頻道當前播放的主要內容。這樣展現在用戶(hù)面前的不僅僅是一張節目單，而是實(shí)實(shí)在在的智能結果：如頻道1在播放賽車(chē)，頻道2在播放足球。此功能很有前途并且會(huì )是將來(lái)的一個(gè)趨勢，配合上智能搜索功能，或許你只需告訴電視機一聲“我想看美食”，電視機便自動(dòng)挑選出節目?jì)热葜杏忻朗诚嚓P(guān)的頻道。兆芯已有此應用的Demo展示。

　　4.語(yǔ)音識別及控制。兆芯采用行業(yè)內領(lǐng)先的科大訊飛技術(shù)和新興的語(yǔ)音語(yǔ)義識別軟件Olami，打造基于深度學(xué)習算法的語(yǔ)音控制應用。通過(guò)用戶(hù)自己的手機，用語(yǔ)音控制電視節目的換臺、音量的增減、菜單的選擇等操作，并已經(jīng)在TVOS 2.0智能廣電系統中實(shí)際應用(如圖6)。另外，機頂盒可以作為智能家庭網(wǎng)關(guān)，通過(guò)語(yǔ)音進(jìn)行電燈、窗簾和其他智能家居家電的控制，這已經(jīng)在酒店服務(wù)管理系統中有應用實(shí)例。

　　5.人機交互?；谡Z(yǔ)音識別及語(yǔ)義分析，構造可以與人交互溝通的智能系統。應用案例：智能音箱(如圖5右圖);廣電TVOS 2.0智能操作系統。

小結

　　未來(lái)的AI技術(shù)將滲入到各行各業(yè)，并深入影響到我們的工作和生活。兆芯作為中國芯片產(chǎn)業(yè)的重要一員，憑借在CPU及GPU領(lǐng)域的多年積累和優(yōu)勢，將持續提供更強的硬件平臺、更優(yōu)異的軟件算法，深入參與廣電行業(yè)的人工智能化，為客戶(hù)提供具有競爭力、成本優(yōu)勢、面向未來(lái)的整體解決方案。

　　本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第10期第23頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。