AI芯片大變革時代 科技巨頭戰略布局

2018上半年，“中興事件”既把中國缺芯少魂之痛推上了輿論的風口浪尖，也讓造芯成為街頭巷尾全民熱議的超級話題。在眾多種類的芯片中，專注于人工智能應用的AI芯片是名副其實的“風口”——無論是科技巨頭還是初創企業，芯片廠商還是互聯網公司，紛紛積極布局這一領域。

以BAT為代表的互聯網公司在芯片行業雖無深厚家底，但是靠著雄厚資金、尖端人才和海量數據，步子走得一點兒也不慢。繼今年4月阿里達摩院宣布正在研發應用于圖像視頻分析、機器學習領域，性價比是同類產品40倍的神經網絡芯片Ali-NPU之后；百度在7月的AI開發者大會上正式推出了專注于自然語言處理、圖像識別、自動駕駛等應用的“中國首款云端全功能AI芯片”昆侖。

AI芯片大熱，初創企業們同樣熱情高漲。成立于2015年的地平線已經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月在上海發布了采用7nm工藝的第三代機器學習終端處理器1M，其性能比此前發布的寒武紀1A高10倍。

一線芯片企業在AI領域早已深入布局，甚至已先聲奪人。在CES 2018上，瑞芯微發布了旗下首款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、開發易等優勢；同年3月，***芯片廠商聯發科發布了首款內建AI功能的芯片曦力P60，內置了專門用作AI運算的APU，可以提供從入門到高級的完整API支持和開發者工具包。

AI芯片風口，究竟具有什么樣特質的企業才能抓得住飛得起來呢？

智能互聯設備激增

催熱人工智能AI芯片

近幾年，市場上一個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，智能互聯設備卻呈海量激增之勢。

智能音箱是消費領域的典型代表，市場研究公司Canalys的數據顯示，今年第一季度的智能音箱全球出貨量高達900萬臺，較去年同期增長210%；智能攝像頭則是產業領域的典型代表，目前國內大概裝有1.76億個監控攝像頭，預計三年內數量會增加到6.26億。在數量暴增的同時，對攝像頭的要求也越來越高，正在從“看得見”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設備需要以自然語言處理、圖像識別為代表的深度學習技術作為支撐，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。

好比繪圖工作會交給 GPU 而不是 CPU 是一樣的道理，早在2011年，谷歌就發現，如果每位用戶每天使用3分鐘谷歌提供的基于深度學習語音識別模型的語音搜索服務，就必須把現有的數據中心擴大兩倍。這意味著已有的CPU和GPU都不能滿足需求，這驅動了谷歌自己研發更高效的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，算力無法滿足深度神經網絡（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

既然這么多家企業都在布局AI芯片，那么各家研發的AI芯片究竟表現如何？

前不久，市場研究公司Compass Intelligence發布了全球AI芯片企業排名。Compass Intelligence是從公司表現、產品表現、市場表現、獨特市場四大維度計算出了這一結果。

在全球前20名的AI芯片企業排名表中，中國大陸僅僅占據兩個席位，分別是華為和瑞芯微。這兩家大陸AI芯片領域上榜的原因是什么？

華為AI芯片布局

搶占手機交互入口

從電信設備，到智能手機，再到現在的AI芯片，華為在各個產品領域開疆拓土的打法都有異曲同工之妙：即先提供高性價比的旗艦產品，然后加強技術提升附加值，再進一步向其它領域拓展。如果說當初做智能手機的華為是從一個蹣跚學步的新人開始，那么如今做AI芯片的基礎可就扎實的多了，畢竟華為早在2004年就成立了子公司海思半導體。

AI芯片想要發光發熱，必須有搭載芯片的載體，華為毫不猶豫的選擇了體量已經非常巨大的手機作為切入點。原因也很好理解，手機普及度高，生態成熟，容易接受新技術的導入，能將產品用于自家旗艦產品去接受市場的檢驗則切實證明了華為芯片的商用能力；況且華為面向消費者的產品中，就屬手機名號最響，把 AI 加速能力放在手機方案上，也最有機會得到回報。

2017年9月，華為在德國柏林國際電子消費品展覽會（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IP），創新設計了 HiAI 移動計算架構，其 AI 性能密度大幅優于 CPU 和 GPU。10月，華為在德國慕尼黑發布了搭載麒麟 970的新款旗艦手機Mate 10，最主要的賣點便是人工智能。NPU新架構讓華為手機在處理同樣的AI任務時，得到了50倍能效和25倍性能提升。

人工智能手機其實也是培育消費者意識和習慣的最好武器，當消費者熟悉相關終端AI處理技術之后，華為將進一步向其它智能應用擴展。

據悉，華為內部已經制定了代號“達芬奇”(Project Da Vinci)的項目，也被一些華為高管稱為“D計劃”。在這個計劃中，華為希望將AI引入自己所涉足的所有業務，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年瑞芯微電子是專業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、車載導航、IoT物聯網和多媒體音視頻產品提供專業芯片解決方案。

既是因為歷史淵源，也是基于自身優勢，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展的物聯網市場，推出了一系列AI芯片產品及應用；但和華為的相似之處是，這些產品都不是擺在實驗室里的樣品，而是已全方位，以多種應用形態量產并商用。

典型的比如瑞芯微日前向業界公布了四款“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級別掃地機器人產品，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，可實現快速量產。

其中，RK3399是瑞芯微在AI芯片領域的扛鼎產品。在7月上旬，瑞芯微已經正式發布基于RK3399平臺的Android 8.1 Neural Networks API (NNAPI)優化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發的各類應用，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。

RK3228則專注于各種帶屏的視頻類設備，旨在為人們帶來更佳的視聽盛宴。近日，愛奇藝電視果4G發布，正是搭載瑞芯微RK3228A芯片處理器。該機支持7模16頻全網通，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，拓寬了人們的娛樂場景體驗。

語音交互解決方案也是瑞芯微AI芯片戰略中的重要一環。在去年的谷歌I/O開發者大會上，瑞芯微率先向全球發布基于Andorid 系統平臺的RK3229谷歌語音助手解決方案，該方案采用四核Cortex-A7內核架構，在語音算法上結合谷歌在音頻領域深厚的技術積累，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音助手的RK3308和RK3326等產品。

除了視頻、語音等解決方案，瑞芯微在視覺處理和圖像識別領域也有所建樹。2016年，瑞芯微正式發布“智慧視覺開發平臺——RK1108，在嵌入式系統中實現了高能效智能視覺和圖像感知的革命性進化。而最新發布的基于的RK1608視覺處理芯片，則展示了非常強勁的3D視覺相關的基礎能力——比如深度顏色化技術技術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可以通過機器學習算法和追蹤后檢測技術，實現行人精準定位與追蹤。

瑞芯微這些不同定位的AI芯片，實際上覆蓋了目前AI的所有應用場景和產品形態。

AI芯片大變革時代，總有大批追風者蜂擁而至。不只中國的初創企業，英特爾、高通等國外芯片巨頭已經開始向AI芯片轉型；互聯網巨頭谷歌、新能源汽車科技公司特斯拉、社交網絡鼻祖Facebook也紛紛開始涉足芯片，一時間，AI芯片迎來群雄逐鹿。

值得注意的是，無論是國內，還是國外，許多AI芯片仍停留在實驗室數據的階段，更多是搏得一時好彩，但離真正商用的距離有很長的路要走。而這恰恰是中國芯企業華為與瑞芯微實力打榜“全球前20名的AI芯片企業排名表”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鏈布局和大規模商用的AI產品走在了前沿。