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百度阿里华为小米均布局AIoT芯片,背后的原因是什么?

近年来,AIoT这一词汇渐渐活跃在人们的视野中。所谓的AIoT,即AI+IoT,意思是将人工智能技术与物联网技术相结合,形成新的一门融合学科。伴随着人工智能技术的发展,传统物联网设备将趋向于智能化,从而形成AIoT人工智能物联网,使“万物互联”向“万物智联”进化。

当然,技术的发展与市场需求是密不可分的。人们面对智能化应用的需求越来越多,AIoT就面临着更加复杂的场景,人们需要为其提供更高效的计算以获得更快的响应。值此背景下,AIoT芯片应运而生,在面向AIoT场景任务时,它比传统通用芯片在算力及功耗上的更加具备优势。

AIoT芯片是什么?

什么是AIoT芯片?众所周知,IoT设备与手机这类移动通讯设备是不一样的,IoT设备多种多样,面对的场景应用也不同,对AI算力的要求也有所差别。现阶段尚未开发出能够跨设备形态存在的通用芯片架构。因此,只有从IoT的场景出发,设计定制化的芯片架构,才能在大幅提升性能的同时,降低功耗和成本。同时满足AI算力以及跨设备形态的需求,这样的专用芯片,被称之为AIoT芯片。

实际上,AIoT芯片并不是一个独立的芯片个体,目前市场首批AIoT芯片几乎都是结合了CPU、GPU、FPGA和DSP等核心零部件组合而成。不过青出于蓝而胜于蓝,AIoT芯片与传统芯片相比确实存在不少差别。

在这里我们以自动驾驶场景为例,介绍下AIoT芯片和传统芯片的区别:

从性能层面出发,当自动驾驶在遇到路面前方的红绿灯时,如果采用CPU进行运算,那么车辆可能已经产生了闯红灯等违章行为,因为运算速度太慢,还来不及反应;如果采用GPU进行运算,运算速度会大幅增加,但同时也会产生巨大功耗,很有可能汽车确实在遇到红灯时停下了,可能不是因为红灯才停下,而是耗能都供给了GPU运算之用,已经没有多余的能耗继续前行了;相比之下,采用AIoT芯片不仅能大幅提升自动驾驶过程中的运算速度问题,还能减少能耗。

从工艺制造层面来说,AIoT芯片由于应用场景和AI算法相对确定,因此在硬件设计上要求更加专业化。传统的CPU和GPU芯片采用基于指令流的冯诺依曼式计算架构和计算模式来运行,而AIoT芯片多采用类脑或仿脑的架构方式,能够突破内存墙的计算瓶颈。因此,相较传统芯片而言,AI芯片可以利用更低的主频、更小的芯片面积,完成AI计算任务,实现成本、功耗、算力等多样化需求之间的完美平衡。

这些企业启动布局,抢占市场先机

百度阿里华为小米均布局AIoT芯片,背后的原因是什么?

华为

华为除了在移动芯片领域具有代表作海思麒麟芯片以外,在AIoT芯片领域同样不甘示弱。率先切入的应用领域也相当贴近百姓的生活,那就是智能电视。

华为荣耀最近推出的鸿鹄818性能颇为强悍,搭载VideoDecoder模块可以支撑8K@30Hz的视频播放,播放8K视频,相当于播放4倍的4K视频。这代表着采用鸿鹄818芯片的设备在打开目前主流的4K视频时,从点击到开始播放仅需1.3秒,相比竞品速度快了近一倍。

荣耀还曾表示,是以做手机的精神来做智慧电视。可以想象在这款产品上,将会有很多在传统电视上无法想象的新功能,而出色的芯片性能是实现这一切的基础。

百度

2018年7月,百度在AI开发者大会发布了中国第一款云端全功能AI芯片“昆仑”,其中包含训练芯片昆仑818-300、推理芯片昆仑818-100,主要面向AI大规模运算需求。

时隔一年,百度又交出了亮眼的成绩单。在今年的AI开发者大会上,百度新推出鸿鹄芯片,继昆仑芯片发布后芯片层面又一力作。作为百度自主研发的AIoT芯片,鸿鹄芯片主要面向智能语音应用,而且还采取了车规标准设计,无论是在智能硬件上,还是在未来汽车智能语音应用上,都留有非常大的想象空间。

阿里巴巴

阿里近年来对待科技研发格外的积极,除了最早成立的“达摩院”、“罗汉堂”以外,又成立了一家芯片公司“平头哥”。

正所谓生死看淡,不服就干。“平头哥”在芯片研发领域也不落人后。就在最近,“平头哥”正式发布了首款AIoT芯片,名字也很有意思,名叫玄铁910。要知道,“玄铁”之名来自于金庸小说中独孤求败所用的第一神剑“重剑无锋,大巧不工”,后被郭靖夫妇熔铸成倚天剑和屠龙刀。这莫非意味着,玄铁910将成为AIoT芯片业界“神器”般的存在?

果然,据资料显示,玄铁910已成为目前业界性能最强的RISC-V处理器之一,算力高居全球第一,Coremark跑分更是超过第二名40%以上。玄铁910单核性能达到7.1Coremark/MHz,主频达到2.5GHz,性能极其强大,能应用于5G、人工智能以及自动驾驶等领域。未来,平头哥还要打造面向汽车、家电、工业等诸多行业领域的智联网芯片平台。

小米

可能很多人无法想象小米也会是AIoT芯片布局者之一。小米旗下华米科技曾发布了全球可穿戴领域第一颗AI芯片“黄山1号”,它由RISC-V开源指令集构成,集成了AI神经网络模块,可在不联网的情况下进行本地的数据运算和处理,通过内置HeartRate、ECGEngine、ECGEnginePro、Arrhythmias四大驱动引擎,华米科技实现了对心率、心电、心律失常等进行实时监测与分析,可广泛应用在各类智能可穿戴设备中。

今年4月,小米集团发布内部邮件宣布:旗下松果电子团队重组,部分分拆组建新公司南京大鱼半导体,专注于IoT芯片;松果电子则继续专注于手机SoC芯片研发。

小米做出这样的决定,其实不难理解。手机芯片是一项研发投入极高、回报周期长以及长期技术沉淀的工作。自从2017年澎湃芯片S1沉寂之后,小米的手机芯片研发陷入了僵局。即使是海思麒麟芯片从研发到商用,再到抗衡国际厂商也经历相当长的一段时间。但反观在智能家居领域,小米很早就开始了布局,如今已经形成了“小米生态链”的优势,AIoT已经成为小米最为重要的战略方向,布局AIoT芯片也是意料之中。

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