【導(dǎo)讀】近年，AI芯片大熱，瑞芯微瞄準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，推出了一系列AI芯片產(chǎn)品并實(shí)現(xiàn)商用化。在CES 2018上，瑞芯微發(fā)布了旗下首款A(yù)I處理器RK3399Pro，首次采用CPU+GPU+NPU硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的瑞芯微AI芯片運(yùn)算性能達(dá)到了2.4TOPs。
在眾多種類的芯片中，專注于人工智能應(yīng)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，但是靠著雄厚資金、尖端人才和海量數(shù)據(jù)，步子走得一點(diǎn)兒也不慢。繼今年4月阿里達(dá)摩院宣布正在研發(fā)應(yīng)用于圖像視頻分析、機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域，性價(jià)比是同類產(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)上正式推出了專注于自然語(yǔ)言處理、圖像識(shí)別、自動(dòng)駕駛等應(yīng)用的“中國(guó)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(jì)則于今年5月在上海發(fā)布了采用7nm工藝的第三代機(jī)器學(xué)習(xí)終端處理器1M，其性能比此前發(fā)布的寒武紀(jì)1A高10倍。
一線芯片企業(yè)在AI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A(yù)I處理器RK3399Pro，首次采用CPU＋GPU＋NPU硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其片上NPU運(yùn)算性能高達(dá)2．4TOPs，具備高性能、低功耗、開(kāi)發(fā)易等優(yōu)勢(shì)；同年3月，臺(tái)灣芯片廠商聯(lián)發(fā)科發(fā)布了首款內(nèi)建AI功能的芯片曦力P60，內(nèi)置了專門(mén)用作AI運(yùn)算的APU，可以提供從入門(mén)到高級(jí)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(shè)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(shì)是智能手機(jī)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(shè)備卻呈海量激增之勢(shì)。
智能音箱是消費(fèi)領(lǐng)域的典型代表，市場(chǎng)研究公司Canalys的數(shù)據(jù)顯示，今年第一季度的智能音箱全球出貨量高達(dá)900萬(wàn)臺(tái)，較去年同期增長(zhǎng)210％；智能攝像頭則是產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的典型代表，目前國(guó)內(nèi)大概裝有1．76億個(gè)監(jiān)控?cái)z像頭，預(yù)計(jì)三年內(nèi)數(shù)量會(huì)增加到6．26億。在數(shù)量暴增的同時(shí)，對(duì)攝像頭的要求也越來(lái)越高，正在從“看得見(jiàn)”向“看得懂”轉(zhuǎn)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(shè)備需要以自然語(yǔ)言處理、圖像識(shí)別為代表的深度學(xué)習(xí)技術(shù)作為支撐，由此對(duì)設(shè)備的大腦——芯片在計(jì)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(xiàn)，如果每位用戶每天使用3分鐘谷歌提供的基于深度學(xué)習(xí)語(yǔ)音識(shí)別模型的語(yǔ)音搜索服務(wù)，就必須把現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心擴(kuò)大兩倍。這意味著已有的CPU和GPU都不能滿足需求，這驅(qū)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(gòu)來(lái)做適合的工作，才能得到更高的效率和更低的功耗。專用于人工智能的芯片和傳統(tǒng)的計(jì)算芯片存在很大的差異——典型CPU的架構(gòu)中需要大量的空間去放置存儲(chǔ)單元和控制單元，相比之下計(jì)算單元只占據(jù)了很小的一部分，算力無(wú)法滿足深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）的計(jì)算需求；而AI芯片則具有大量的計(jì)算單元，能夠適合大規(guī)模并行計(jì)算的需求。
圖：CPU和GPU架構(gòu)對(duì)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(xiàn)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(xiàn)、產(chǎn)品表現(xiàn)、市場(chǎng)表現(xiàn)、獨(dú)特市場(chǎng)四大維度計(jì)算出了這一結(jié)果。
在全球前20名的AI芯片企業(yè)排名表中，中國(guó)大陸占據(jù)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(zhàn)略來(lái)看看上榜的理由。
華為AI芯片布局——搶占手機(jī)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(jī)作為切入點(diǎn)。
2017年9月，華為在德國(guó)柏林國(guó)際電子消費(fèi)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 專用硬件處理單元（寒武紀(jì)IP），創(chuàng)新設(shè)計(jì)了 HiAI 移動(dòng)計(jì)算架構(gòu)，其 AI 性能密度大幅優(yōu)于 CPU 和 GPU。10月，華為在德國(guó)慕尼黑發(fā)布了搭載麒麟 970的新款旗艦手機(jī)Mate 10，最主要的賣點(diǎn)便是人工智能。NPU新架構(gòu)讓華為手機(jī)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(jù)悉，華為內(nèi)部已經(jīng)制定了代號(hào)“達(dá)芬奇”（Project Da Vinci）的項(xiàng)目，也被一些華為高管稱為“D計(jì)劃”。在這個(gè)計(jì)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(shù)據(jù)中心，到智能手機(jī)和攝像頭。
瑞芯微的AI芯片布局——商用為王
成立于2001年瑞芯微電子是專業(yè)的集成電路設(shè)計(jì)公司，一直為智能手機(jī)、平板電腦、通訊平板，電視機(jī)頂盒、車載導(dǎo)航、IoT物聯(lián)網(wǎng)和多媒體音視頻產(chǎn)品提供專業(yè)芯片解決方案。
既是因?yàn)闅v史淵源，也是基于自身優(yōu)勢(shì)，瑞芯微做AI芯片的策略和華為有所不同，直接瞄準(zhǔn)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(yīng)用；但和華為的相似之處是，這些產(chǎn)品都不是擺在實(shí)驗(yàn)室里的樣品，而是已全方位，以多種應(yīng)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(jī)器人”芯片級(jí)解決方案：RK3399、RV1108、RK3326及RK3308，支持從AI到VSLAM及激光導(dǎo)航等功能，全面覆蓋從高端到入門(mén)級(jí)別掃地機(jī)器人產(chǎn)品，助力第四代AI人工智能掃地機(jī)器人定位導(dǎo)航的標(biāo)準(zhǔn)的定義及升級(jí)。瑞芯微在掃地機(jī)器人生態(tài)上，擁有很多算法合作伙伴以及ODM／OEM客戶，涵蓋了激光，VSLAM，AI等方向，可實(shí)現(xiàn)快速量產(chǎn)。
其中，RK3399是瑞芯微在AI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(tái)的Android 8．1 Neural Networks API （NNAPI）優(yōu)化SDK，提供模型更通用、性能更強(qiáng)大的AI運(yùn)算支持。適用基于主流模型架構(gòu)衍生開(kāi)發(fā)的各類應(yīng)用，如人臉識(shí)別、ADAS、商品識(shí)別、疲勞檢測(cè)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(qiáng)勢(shì)助力高端智能終端市場(chǎng)。
RK3228則專注于各種帶屏的視頻類設(shè)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(jī)支持7模16頻全網(wǎng)通，支持藍(lán)牙4．1和2．4GHz／5GHz雙頻WiFi。新增了4G／WiFi雙模式，插入手機(jī)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(shè)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(yàn)。
語(yǔ)音交互解決方案也是瑞芯微AI芯片戰(zhàn)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Andorid 系統(tǒng)平臺(tái)的RK3229谷歌語(yǔ)音助手解決方案，該方案采用四核Cortex－A7內(nèi)核架構(gòu)，在語(yǔ)音算法上結(jié)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(qiáng)、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(shí)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(tái)——RK1108，在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)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(qiáng)勁的3D視覺(jué)相關(guān)的基礎(chǔ)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(shì)和體感控制替代復(fù)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(jī)器學(xué)習(xí)算法和追蹤后檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)行人精準(zhǔn)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(yīng)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(guó)的初創(chuàng)企業(yè)，英特爾、高通等國(guó)外芯片巨頭已經(jīng)開(kāi)始向AI芯片轉(zhuǎn)型；互聯(lián)網(wǎng)巨頭谷歌、新能源汽車科技公司特斯拉、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(guó)內(nèi)，還是國(guó)外，許多AI芯片仍停留在實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)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(zhǎng)的路要走。而這恰恰是中國(guó)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(dāng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)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(guī)模商用的AI產(chǎn)品走在了前沿。
