AI芯片大熱，中國芯瑞芯微商用化彎道超車(chē)

　　在眾多種類(lèi)的芯片中，專(zhuān)注于人工智能應用的AI芯片是名副其實(shí)的“風(fēng)口”——無(wú)論是科技巨頭還是初創(chuàng )企業(yè)，芯片廠(chǎng)商還是互聯(lián)網(wǎng)公司，紛紛積極布局這一領(lǐng)域。

　　以BAT為代表的互聯(lián)網(wǎng)公司在芯片行業(yè)雖無(wú)深厚家底，但是靠著(zhù)雄厚資金、尖端人才和海量數據，步子走得一點(diǎn)兒也不慢。繼今年4月阿里達摩院宣布正在研發(fā)應用于圖像視頻分析、機器學(xué)習領(lǐng)域，性?xún)r(jià)比是同類(lèi)產(chǎn)品40倍的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )芯片Ali-NPU之后;百度在7月的AI開(kāi)發(fā)者大會(huì )上正式推出了專(zhuān)注于自然語(yǔ)言處理、圖像識別、自動(dòng)駕駛等應用的“中國首款云端全功能AI芯片”昆侖。

　　AI芯片大熱，初創(chuàng )企業(yè)們同樣熱情高漲。成立于2015年的地平線(xiàn)已經(jīng)推出了面向智能駕駛的征程(Journey)系列處理器和面向智能攝像頭的旭日(Sunrise)系列處理器;成立于2016年的寒武紀則于今年5月在上海發(fā)布了采用7nm工藝的第三代機器學(xué)習終端處理器1M，其性能比此前發(fā)布的寒武紀1A高10倍。

　　一線(xiàn)芯片企業(yè)在A(yíng)I領(lǐng)域早已深入布局，甚至已先聲奪人。在CES 2018上，瑞芯微發(fā)布了旗下首款AI處理器RK3399Pro，首次采用CPU+GPU+NPU硬件結構設計，其片上NPU運算性能高達2.4TOPs，具備高性能、低功耗、開(kāi)發(fā)易等優(yōu)勢;同年3月，臺灣芯片廠(chǎng)商聯(lián)發(fā)科發(fā)布了首款內建AI功能的芯片曦力P60，內置了專(zhuān)門(mén)用作AI運算的APU，可以提供從入門(mén)到高級的完整API支持和開(kāi)發(fā)者工具包。

　　AI芯片風(fēng)口，究竟具有什么樣特質(zhì)的企業(yè)才能抓得住飛得起來(lái)呢?

　　智能互聯(lián)設備激增催熱人工智能AI芯片

　　近幾年，市場(chǎng)上一個(gè)明顯的趨勢是智能手機的人口紅利正在消失，出貨量逐年逼近天花板，與之相反的是，智能互聯(lián)設備卻呈海量激增之勢。

　　智能音箱是消費領(lǐng)域的典型代表，市場(chǎng)研究公司Canalys的數據顯示，今年第一季度的智能音箱全球出貨量高達900萬(wàn)臺，較去年同期增長(cháng)210%;智能攝像頭則是產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的典型代表，目前國內大概裝有1.76億個(gè)監控攝像頭，預計三年內數量會(huì )增加到6.26億。在數量暴增的同時(shí)，對攝像頭的要求也越來(lái)越高，正在從“看得見(jiàn)”向“看得懂”轉變，這就要求攝像頭更加“智慧”。

　　顯然，這些新型的智能互聯(lián)設備需要以自然語(yǔ)言處理、圖像識別為代表的深度學(xué)習技術(shù)作為支撐，由此對設備的大腦——芯片在計算能力和功耗方面提出了新的要求。

　　好比繪圖工作會(huì )交給 GPU 而不是 CPU 是一樣的道理，早在2011年，谷歌就發(fā)現，如果每位用戶(hù)每天使用3分鐘谷歌提供的基于深度學(xué)習語(yǔ)音識別模型的語(yǔ)音搜索服務(wù)，就必須把現有的數據中心擴大兩倍。這意味著(zhù)已有的CPU和GPU都不能滿(mǎn)足需求，這驅動(dòng)了谷歌自己研發(fā)更高效的AI芯片——NPU。

　　AI 芯片的大熱正是基于這樣的理念：讓適合的架構來(lái)做適合的工作，才能得到更高的效率和更低的功耗。專(zhuān)用于人工智能的芯片和傳統的計算芯片存在很大的差異——典型CPU的架構中需要大量的空間去放置存儲單元和控制單元，相比之下計算單元只占據了很小的一部分，算力無(wú)法滿(mǎn)足深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )(DNN)的計算需求;而AI芯片則具有大量的計算單元，能夠適合大規模并行計算的需求。

　　圖：CPU和GPU架構對比

　　既然這么多家企業(yè)都在布局AI芯片，那么各家研發(fā)的AI芯片究竟表現如何?

　　前不久，市場(chǎng)研究公司Compass Intelligence發(fā)布了全球AI芯片企業(yè)排名。Compass Intelligence是從公司表現、產(chǎn)品表現、市場(chǎng)表現、獨特市場(chǎng)四大維度計算出了這一結果。

　　在全球前20名的AI芯片企業(yè)排名表中，中國大陸占據兩個(gè)席位，分別是華為和瑞芯微，下面我們從他們的產(chǎn)品布局與生態(tài)鏈戰略來(lái)看看上榜的理由。

　　華為AI芯片布局——搶占手機交互入口

　　AI芯片想要發(fā)光發(fā)熱，必須有搭載芯片的載體，華為毫不猶豫的選擇了體量已經(jīng)非常巨大的手機作為切入點(diǎn)。

　　2017年9月，華為在德國柏林國際電子消費品展覽會(huì )(IFA)上正式推出其最新 AI 芯片 “麒麟 970”(Kirin 970)。麒麟 970集成 NPU 專(zhuān)用硬件處理單元(寒武紀IP)，創(chuàng )新設計了 HiAI 移動(dòng)計算架構，其 AI 性能密度大幅優(yōu)于 CPU 和 GPU。10月，華為在德國慕尼黑發(fā)布了搭載麒麟 970的新款旗艦手機Mate 10，最主要的賣(mài)點(diǎn)便是人工智能。NPU新架構讓華為手機在處理同樣的AI任務(wù)時(shí)，得到了50倍能效和25倍性能提升。

　　據悉，華為內部已經(jīng)制定了代號“達芬奇”(Project Da Vinci)的項目，也被一些華為高管稱(chēng)為“D計劃”。在這個(gè)計劃中，華為希望將AI引入自己所涉足的所有業(yè)務(wù)，從電信基站、云數據中心，到智能手機和攝像頭。

瑞芯微的AI芯片布局——商用為王

　　成立于2001年瑞芯微電子是專(zhuān)業(yè)的集成電路設計公司，一直為智能手機、平板電腦、通訊平板，電視機頂盒、車(chē)載導航、IoT物聯(lián)網(wǎng)和多媒體音視頻產(chǎn)品提供專(zhuān)業(yè)芯片解決方案。

　　既是因為歷史淵源，也是基于自身優(yōu)勢，瑞芯微做AI芯片的策略和華為有所不同，直接瞄準了正在蓬勃發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，推出了一系列AI芯片產(chǎn)品及應用;但和華為的相似之處是，這些產(chǎn)品都不是擺在實(shí)驗室里的樣品，而是已全方位，以多種應用形態(tài)量產(chǎn)并商用。

　　典型的比如瑞芯微日前向業(yè)界公布了四款“AI人工智能掃地機器人”芯片級解決方案：RK3399、RV1108、RK3326及RK3308，支持從AI到VSLAM及激光導航等功能，全面覆蓋從高端到入門(mén)級別掃地機器人產(chǎn)品，助力第四代AI人工智能掃地機器人定位導航的標準的定義及升級。瑞芯微在掃地機器人生態(tài)上，擁有很多算法合作伙伴以及ODM/OEM客戶(hù)，涵蓋了激光，VSLAM，AI等方向，可實(shí)現快速量產(chǎn)。

　　其中，RK3399是瑞芯微在A(yíng)I芯片領(lǐng)域的扛鼎產(chǎn)品。在7月上旬，瑞芯微已經(jīng)正式發(fā)布基于RK3399平臺的Android 8.1 Neural Networks API (NNAPI)優(yōu)化SDK，提供模型更通用、性能更強大的AI運算支持。適用基于主流模型架構衍生開(kāi)發(fā)的各類(lèi)應用，如人臉識別、ADAS、商品識別、疲勞檢測等。值得一提的是，已有合作伙伴通推出搭載RK3399的人工智能主板，強勢助力高端智能終端市場(chǎng)。

　　RK3228則專(zhuān)注于各種帶屏的視頻類(lèi)設備，旨在為人們帶來(lái)更佳的視聽(tīng)盛宴。近日，愛(ài)奇藝電視果4G發(fā)布，正是搭載瑞芯微RK3228A芯片處理器。該機支持7模16頻全網(wǎng)通，支持藍牙4.1和2.4GHz/5GHz雙頻WiFi。新增了4G/WiFi雙模式，插入手機SIM卡，利用4G高質(zhì)量通信，就能將4K超清視頻投屏至大屏設備，是全球首款4G+AI投屏終端，拓寬了人們的娛樂(lè )場(chǎng)景體驗。

　　語(yǔ)音交互解決方案也是瑞芯微AI芯片戰略中的重要一環(huán)。在去年的谷歌I/O開(kāi)發(fā)者大會(huì )上，瑞芯微率先向全球發(fā)布基于A(yíng)ndorid 系統平臺的RK3229谷歌語(yǔ)音助手解決方案，該方案采用四核Cortex-A7內核架構，在語(yǔ)音算法上結合谷歌在音頻領(lǐng)域深厚的技術(shù)積累，支持聲源定位、聲源增強、回聲消除、噪音抑制等。此外，瑞芯微還有支持百度語(yǔ)音助手的RK3308和RK3326等產(chǎn)品。

　　除了視頻、語(yǔ)音等解決方案，瑞芯微在視覺(jué)處理和圖像識別領(lǐng)域也有所建樹(shù)。2016年，瑞芯微正式發(fā)布“智慧視覺(jué)開(kāi)發(fā)平臺——RK1108，在嵌入式系統中實(shí)現了高能效智能視覺(jué)和圖像感知的革命性進(jìn)化。而最新發(fā)布的基于的RK1608視覺(jué)處理芯片，則展示了非常強勁的3D視覺(jué)相關(guān)的基礎能力——比如深度顏色化技術(shù)技術(shù)可以幫助人們用自然的手勢和體感控制替代復雜的遙控器和按鍵;再比如人體骨骼追蹤技術(shù)可以通過(guò)機器學(xué)習算法和追蹤后檢測技術(shù)，實(shí)現行人精準定位與追蹤。

　　瑞芯微這些不同定位的AI芯片，實(shí)際上覆蓋了目前AI的所有應用場(chǎng)景和產(chǎn)品形態(tài)。

　　AI芯片大變革時(shí)代，總有大批追風(fēng)者蜂擁而至。不只中國的初創(chuàng )企業(yè)，英特爾、高通等國外芯片巨頭已經(jīng)開(kāi)始向AI芯片轉型;互聯(lián)網(wǎng)巨頭谷歌、新能源汽車(chē)科技公司特斯拉、社交網(wǎng)絡(luò )鼻祖Facebook也紛紛開(kāi)始涉足芯片，一時(shí)間，AI芯片迎來(lái)群雄逐鹿。

　　值得注意的是，無(wú)論是國內，還是國外，許多AI芯片仍停留在實(shí)驗室數據的階段，更多是搏得一時(shí)好彩，但離真正商用的距離有很長(cháng)的路要走。而這恰恰是中國芯企業(yè)華為與瑞芯微實(shí)力打榜“全球前20名的AI芯片企業(yè)排名表”的原因，當競爭對手仍在“紙上談兵”的階段，他們已用超前的生態(tài)鏈布局和大規模商用的AI產(chǎn)品走在了前沿。