集微网上海报道 文/茅茅
毋庸置疑, 人工智能是这两年来信息产业最热门的领域. 根据普华永道数据显示, 到 2030 年, 人工智能将为世界经济GDP贡献 15.7 万亿美元, 超越中国与印度两国目前的经济总量之和; 到 2035 年, 人工智能有望推动世界劳动生产率的提升达到 40%, 促使全球生产总值提升 14%.
目前, 我国在人工智能的算法研究, 应用推广, 乃至专用加速芯片的设计方面都已经处于国际前沿水平. 但是, 仅仅靠这些要素还不能真正支撑起包括操作系统, 多维感知, 人机交互, 信息安全等在内的庞大的人工智能产业链. 从目前出货量最大的嵌入式应用来看, 以最新的带 AI 功能的智能手机为例, 一颗手机主芯片不仅包含了高性能, 低功耗的 CPU, DSP 和 GPU 等通用计算的内核, 还集成了人们常提到的神经网络处理器 (NPU) 或者深度学习的 ASIC 加速器等专用计算单元. 因此, 一个良好和可持续发展的人工智能生态系统必定是基于具备自主创新能力, 通用和专用相融合的计算平台! 但是, 当中国的 CPU, GPU, DSP 等通用计算的内核的自主设计与创新能力依然严重匮乏时, 我国未来的人工智能产业也许和当今智能手机产业一样, 即使某些专用芯片实现了局部突破, 但仍面临着核心的处理器技术不得不依靠国外厂商授权的窘境.
与此同时, 具有先进的功耗与计算性能, 一流的编程与调试优势的异构系统架构, 即 CPU/DSP/GPU 等通用计算与AI等专用计算单元相融合的软硬件设计平台, 正在逐步成为国际上新一代人工智能芯片的主流设计架构. 因此, 如果中国高端核心芯片要抓住人工智能带来的历史性发展机遇, 就应该主动出击, 抓紧布局和完善我国从高性能, 低功耗通用处理器到专用处理器领域完整的创新能力, 从而复制我国在 3G, 4G, 5G 芯片领域从跟随, 并跑到领跑的成功经验, 加快形成中国在全球新一代异构计算体系架构方面的综合竞争实力.
中国首款高端处理器 IP 及华夏芯 AI 专用处理器 IP
2017年12月28日, 华夏芯 (北京) 通用处理器有限公司在上海举办的 '华夏芯国产自主高端处理器和 AI 芯片发布会' 上, 发布了具有全球领先水平的中国首款 64 位高, 端嵌入式 CPU/DSP 统一处理器 IP 核, 填补了国内空白, 打破了国外在高端嵌入式处理器IP领域的长期垄断. 与此同时, 华夏芯还发布了极具特色的嵌入式人工智能专用处理器IP核, 使得人工智能领域全自主 IP 的产业链生态系统第一次成为可能.
据了解, 此次发布的 64 位高端嵌入式 CPU/DSP 统一处理器 IP 是华夏芯的第二代产品, 增加了许多新的功能. 首先, 它实现了一到多个超标量 CPU 核心; 其次, 增加了可变长向量单元, 提供强大的并行计算能力; 再次, 每个 CPU 核心内实现 2D 的 DMA 引擎, 能够让用户用虚拟地址进行编成, 达到更高效率; 最后, CPU 核心实现高速存储和高用加速器的接口, 也就是 PXI, 能够实现与外部的高速数据传输.
本次发布会上, 华夏芯的人工智能专用处理器 IP 也是亮点之一. 它具备多个特点: 融合 CPU 功能, 无需外配主控; 针对海量空间进行高维度加速; 擅长多任务, 多数据并行计算; 高性能, 低功耗, 低成本设计; 一体化编程, 调试, 优化; 易于拓展应用软件, 创建生态.
中国首款基于全自主 CPU/DSP/AI 的多核 SoC 芯片
华夏芯在 12 月 28 日的发布会上还发布了基于上述自主 IP 的多核 SoC 芯片平台—— '北极星' 这是国内首次发布的 CPU, DSP 和 AI 全部具有自主知识产权的平台型人工智能芯片.
华夏芯董事长李科奕表示, 之前国内发布的人工智能芯片基本上都是 AI 专用芯片, 而 '北极星' 是一款面向多种应用的 SoC (也就是通常说的片上系统) 芯片, 不但有负责神经网络和深度学习的 AI 专用处理器, 还集成了高性能的 CPU/DSP, 其能力可以延伸到多个产品领域. 总的来讲, 无论是安全性, 可靠性, 适用性, 乃至面积, 功耗, 成本都更适合于规模化, 商业化应用. '北极星' 可以在单芯片上采用编程扩展的方法实现复杂度很高的现场控制与决策, 数字信号处理, 图像信号处理, 基于神经网络的深度学习和特征提取, 多线程并行计算等多种功能.
据华夏芯介绍, '北极星' 采用台积电 28nm 工艺制程, 将于 2018 年上半年量产. 在高效满足诸如智能辅助驾驶, 智能安防监控, 机器人, 计算机视觉, 车载和商用雷达探测, 语音识别等嵌入式人工智能应用的同时, 还能延伸到工业 4.0, 现场控制, 边缘计算, 智能硬件, 智慧家居等在内的多个其他领域, 是一款市场适应性极强的异构计算和人工智能平台型芯片.
中国首款融合双目立体视觉及雷达传感的智能驾驶解决方案
去年特斯拉发生严重事故而导致人员伤亡的事件让人意识到, 智能驾驶一定是建立在安全驾驶基础上才有意义. '北极星' 搭载了不同特性的高性能计算单元, 瞄准安全驾驶, 可以让安全性能再上一个新的台阶. 在此次发布会上, 华夏芯同时也推出了基于北极星芯片的中国首款融合双目立体视觉及雷达传感的智能驾驶解决方案.
据华夏芯介绍, 这款基于 '北极星' 的多传感器融合智能驾驶方案拥有多个技术特点: 支持立体视觉的 '专用引擎' ; 同时计算 Motion 和 Stereo; 多焦距 (近焦+远焦) 立体视觉搭配模式; 多重雷达 (包括 24G 毫米波雷达, 77G 毫米波雷达, 激光雷达) ; 不同传感方式的分析信息最终在系统层综合判断等等.
此次华夏芯的产品发布会得到了行业专家及同行的高度认可和积极回应. 国家信息化咨询委员会主任周宏仁, 中国国科学院院士, 上海交大电子信息与电气工程学院院长毛军发, 国家核高级专家, 中电科 58 所副所长于宗光等领导和专家以及来自上下游产学研用单位的 300 余名代表出席了发布会.
李科奕表示: '如果说人工智能正在为人类开启一扇实现未来梦想的大门, 华夏芯的定位是什么呢? 我们的全系列 IP, 希望让芯片设计和定制更容易, 让软件编成更加便捷, 让系统厂商获得更好的解决方案. 我们就是设计人工智能的 '钥匙' , 并且帮助合作伙伴打开未来之门的人. '