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| 本文作者： 包永剛 | 2020-09-09 22:45 |
AIoT芯片的能力近來持續提升。目前，業界大部分的AIoT芯片都采用28nm制造工藝，AI性能在1-4TOPS之間。本月初，瓴盛科技發布了一款用11nm打造的AIoT芯片，功耗大幅降低，提供2TOPS的AI性能。
9月9日，地平線發布其第三代AIoT芯片旭日3M和旭日3E，不僅采用先進的16nm工藝，高端的旭日3M能夠在2.5W的典型功耗下達到等效5TOPS的標準算力。
旭日3的工藝和AI性能都顯著高于大部分AIoT芯片，但有意思的是，地平線在上月雷鋒網的一場活動中首提出的AI芯片評測方法——MAPS (Mean Accuracy-guaranteed Processing Speed，在精度有保障范圍內的平均處理速度)，就是希望業界評價AI芯片時不要盯著峰值算力。
旭日3在MAPS體系下的表現又如何？
AI性能高達5TOPS的AIoT芯片
地平線創始人兼CEO余凱接受雷鋒網等媒體采訪時表示：“我們希望用MAPS去展現AI芯片客觀、真實的AI算力，而不是虛無縹緲的峰值性能TOPS。”
地平線創始人兼CEO余凱（左）、地平線AIoT產品線總經理王叢（右）
MAPS的評測方法由地平線提出，是要關注AI性能本質的做AI任務的速度和精度，即‘多快’和‘多準’，將每顆芯片在‘快’和‘準’這兩個關鍵維度上的取舍變化直觀地展現出來，并在合理的精度范圍內，評估芯片的平均處理速度。
那旭日3M的AI性能為何高達5TOPS？地平線AIoT產品線總經理王叢表示：“地平線對重要應用場景中的關鍵算法發展趨勢進行預判，5TOPS就是考慮了未來應用場景的需求。“
AI性能超高的旭日3在MAPS評價體系下也表現搶眼。根據地平線給出的數據，旭日3可以有效適配Google提出的EfficientNet系列網絡，性能可以超越業內領先的11.4TOPS算力的芯片。
旭日3系列分為3M和3E，均采用臺積電16nm工藝。面向中高端市場的旭日3M搭載四核Arm Cortex-A53 CPU，2個地平線BPU架構NPU，等效算力為5TOPS，DDR（雙倍速率）為3200Mbps；定位低端市場的旭日3E內置雙核Arm Cortex-A53 CPU，同樣包含2個BPU架構NPU，等效算力為3TOPS，DDR為2666Mbps。
旭日3M能夠提供5TOPS AI算力的關鍵在地平線自研的AI專用計算架構BPU（Brain Processing Unit）。
地平線聯合創始人兼技術副總裁黃暢說：“旭日3的AI性能極其出色，特別是在最新的邊緣側深度網絡下有非常好的優化效果，使得客戶可以充分利用芯片算力。在SoC處理器的基礎能力之上，旭日3系列匹配強大的CPU、編解碼、ISP能力，并且提供兩種規格，以滿足不同的市場需要，在行業內具有很強的競爭力。”
具體而言，旭日3能夠高效處理4-8路不同分辨率的多Camera輸入與精確同步，同時還支持多種圖像后處理，例如畸變矯正、拼接、放縮等，并支持4K@60fps的圖像處理。
ISP方面，通過先進的ISP處理算法，使得旭日3在處理寬動態、低照度的場景下，能夠得到更高質量的圖片。
安全性也是旭日3的亮點，其有高級別的硬件安全保護機制，能夠確保非法軟件無法在旭日3上運行，同時還支持模型自動加載和內存隔離機制。并且，旭日3芯片還提供完善靈活的授權管理服務，不僅支持遠端在線授權和離線授權，還支持授權模板自定義、授權碼發放、賬戶權限管理和授權審計等服務。
接口對于一款SoC也非常重要，據悉，旭日3提供包含USB3.0、MIPI-DSI、I2S、I2C等豐富的外設接口。
硬件只是基礎，軟件和開發平臺和生態也是AI芯片成功的關鍵。
開放平臺應對AIoT市場多樣化需求挑戰
“很多客戶仍采用學術界較為傳統的網絡模型在做訓練，這些傳統網絡需要花費更大的算力資源才能跑出新型網絡下同樣精度的效果。”黃暢說，“地平線希望提供一種全新視角，幫助客戶為不同的AI任務尋找到效率更高、配適度更好的AI芯片和網絡模型。“
為此，地平線推出了“天工開物“AI開發平臺，主要包含AI芯片工具鏈、AI應用開發中間件、模型倉庫和客戶自建閉環四大模塊：
AI芯片工具鏈環節提供模型量化訓練、量化轉換、編譯工具和預測庫等，最多可為用戶節省50%算法研發成本。
AI應用開發中間件包含流式搭建AI應用、自動化模型調度機制和可復用的AI策略模塊等，最高可節省50%的工程研發成本。
模型倉庫提供業界流行的模型、自研模型與最佳實踐模型，最多能夠節省70%的算法研發費用和90%的訓練成本。
這對于應用場景豐富，但單個應用需求量較少的AIoT市場具有重要價值。地平線AIoT產品線總經理王叢說：“經過幾年的業務探索與技術積累，認識到客戶看重產品的交付和快速落地能力，更需要構筑差異化能力建立自己的‘護城河’，所以地平線將積淀多年并經過應用落地驗證的技術組件‘白盒’開放出來，其中包括中間件，參考算法，應用參考設計，算法訓練平臺等，幫助客戶進一步加速AI落地。選擇地平線不僅是選擇一顆芯片，而是選擇 AI 時代的長期伙伴。”
據悉，伴隨旭日3推出的參考方案可應用于智能會議、智能家居、交互機器人、車載后裝、通行考勤等諸多應用場景。
余凱接受采訪時也表示：“2018年左右，我們就明確自己的定位是底層賦能，提供核心和芯片和軟件，不會和我們的客戶競爭，以開發者和合作伙伴生態雙輪驅動。”
雙輪驅動是3年內千萬級出貨量的保證？
地平線想要打造的是一個多層次、多維度、多樣性的開放生態體系。開發者生態方面，地平線希望依托開放易用的“天工開物”AI開發平臺，一站式AI開發者社區和AI加速營開發者扶持計劃，向開發者提供加速AIoT應用孵化的全鏈條支持，實現AI應用的更多探索創新。
地平線合作伙伴生態的建設就是要堅持底層技術能力研發與解決方案的打造，面向AIoT垂直場景，由線及面應用到各行各業。
“在打造合作伙伴生態生態的時候，對于那些不具備軟件能力的方案上，我們一方面會提供軟件服務，需要特殊的定制化服務業可以做。也就是說，我們堅持底層技術的研發，但客戶需要的時候我們可以提供任何層面的服務。”余凱表示。
生態的建設是一個長期的過程，既需要AI芯片的持續迭代滿足AI算法需求，保持較高的性價比，更需要易用的軟件吸引越來越多的開發者，越來越廣泛地應用到不同領域才能實現生態的繁榮強大。
據悉，前兩代旭日AIoT芯片出貨累計達到了百萬級，2021年，地平線計劃推出旭日5。地平線預計未來3年內可以實現千萬級出貨，這也就意味著地平線的芯片會應用到消費電子領域。
接下來，地平線會繼續與利爾達、OPEN AI LAB（開放智能）等生態合作伙伴一起，將旭日芯片應用到更多領域，盡早實現千萬級出貨的同時推動AIoT的發展。雷鋒網
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