剛剛！地平線發(fā)布全新一代AIoT芯片「旭日3」，MAPS重新定義AI芯片效能

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??新智元報(bào)道??

編輯：白峰、馬釗

僅用10年，ARM完成對(duì)X86的「反殺」

1978年，英特爾發(fā)布了新款16位微處理器「8086」，X86架構(gòu)誕生。

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在隨后40年的發(fā)展史中，X86架構(gòu)處理器憑借著復(fù)雜指令集和最先進(jìn)的制程工藝帶來的強(qiáng)大性能，從桌面轉(zhuǎn)戰(zhàn)筆記本、服務(wù)器、超級(jí)計(jì)算機(jī)、便攜設(shè)備，成為CPU行業(yè)最強(qiáng)大的技術(shù)路線。

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轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)在2010年。

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傳奇的iPhone 4發(fā)布，極大的推動(dòng)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，智能手機(jī)的需求也隨之快速飆升。由于受到電池容量的限制，智能手機(jī)在選擇芯片時(shí)更追求能耗比，采用精簡(jiǎn)指令集、注重功耗設(shè)計(jì)的ARM架構(gòu)芯片成為手機(jī)行業(yè)的首選。

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根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù)，2019年全球PC出貨量為2.61億臺(tái)，全球智能手機(jī)出貨量為15.4億部。從應(yīng)用數(shù)量上，追求效能的ARM架構(gòu)處理器已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了X86處理器，昔日丑小鴨完成了逆襲。

CPU行業(yè)上演了30年的技術(shù)路線競(jìng)爭(zhēng)如今在AI芯片行業(yè)也在上演。

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目前AI芯片主要的技術(shù)路線有三種：GPU（圖形處理器）、FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）、ASIC（專用集成電路）。

? ??圖片來源：hanniman

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GPU是由大量核心組成的大規(guī)模并行計(jì)算架構(gòu)，專為同時(shí)處理多重任務(wù)而設(shè)計(jì)。因良好的矩陣計(jì)算能力和并行計(jì)算優(yōu)勢(shì)，具備較高性能運(yùn)算速度，最早被用于AI計(jì)算，在數(shù)據(jù)中心中獲得大量應(yīng)用。

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FPGA是一種半定制電路，用戶可以自由定義門電路和存儲(chǔ)器之間的布線，改變執(zhí)行方案，以期得到最佳效果。與GPU相比，F(xiàn)PGA因其相對(duì)的靈活性，具備更強(qiáng)的平均計(jì)算能力和更低的功耗。

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ASIC是一種為專用目的設(shè)計(jì)的，面向特定用戶需求的定制芯片，在大規(guī)模量產(chǎn)的情況下具備性能更強(qiáng)、體積更小、功耗更低、成本更低、可靠性更髙等優(yōu)點(diǎn)。

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AI芯片根據(jù)部署的位置又分為云端芯片和終端芯片，云端芯片追求更高的性能，終端芯片由于部署場(chǎng)景千差萬(wàn)別，更追求對(duì)于環(huán)境的適應(yīng)以及能耗比的設(shè)計(jì)，所以更多地使用ASIC類似的定制芯片。

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GPU和ASIC會(huì)不會(huì)重演X86和ARM架構(gòu)的故事，很值得玩味。

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如今，在5G和物聯(lián)網(wǎng)的推動(dòng)下，終端智能設(shè)備呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，數(shù)據(jù)量也開始激增，基于ASIC的邊緣AI計(jì)算似乎能更好地應(yīng)對(duì)這種計(jì)算挑戰(zhàn)。

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要想把AI計(jì)算從云端帶到邊緣端，核心并不是算法，而是足夠平價(jià)高效的計(jì)算平臺(tái)。把軟件和硬件結(jié)合在一起，做自己的邊緣AI計(jì)算芯片，將大有可為。

剛剛，地平線創(chuàng)始人兼CEO余凱發(fā)布了全新一代AIoT邊緣AI芯片，旭日3。

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憑借對(duì)AI的深入理解，地平線能夠?qū)χ匾獞?yīng)用場(chǎng)景中的關(guān)鍵算法發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)判。

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旭日3就是這樣一款緊跟算法演進(jìn)潮流，將其計(jì)算特點(diǎn)融入到架構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中的芯片。

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與其它典型的AI芯片相比，地平線的AI芯片始終能夠保持相當(dāng)高的有效利用率，將算法創(chuàng)新的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致。

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目前在圖像分類任務(wù)上，旭日3可以有效適配Google提出的EfficientNet等最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)，性能超越業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的11.4TOPS算力的芯片。

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旭日3如何優(yōu)化在真實(shí)場(chǎng)景下的效能？

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目前，主流的芯片AI性能測(cè)試基準(zhǔn)是MLPerf，MLPerf由谷歌、英特爾等聯(lián)合發(fā)起，用于測(cè)量和提高機(jī)器學(xué)習(xí)軟硬件性能的通用基準(zhǔn)，主要用來測(cè)量訓(xùn)練和推理不同神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所需要的時(shí)間。

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如果目前的算法不發(fā)生大的變化，對(duì)于AI系統(tǒng)的評(píng)估和優(yōu)化，MLPerf已經(jīng)提供了一個(gè)相對(duì)完備和公平的方法。

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地平線聯(lián)合創(chuàng)始人兼技術(shù)副總裁黃暢表示：

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「如今算法演進(jìn)速度遠(yuǎn)超硬件改進(jìn)速度，致使評(píng)估芯片AI性能的方法與算法發(fā)展之間存在脫節(jié)的現(xiàn)象」。

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應(yīng)用場(chǎng)景的差異和具體實(shí)現(xiàn)多種多樣，MLPerf雖然大而全，但不能評(píng)估特定場(chǎng)景下AI芯片的真實(shí)效能。

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這時(shí)地平線提出了一個(gè)新的芯片AI效能評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)MAPS(Mean Accuracy-guaranteed Processing Speed) ，MAPS將在應(yīng)用場(chǎng)景中最常見的精度保障范圍內(nèi)，考察每顆芯片的平均處理速度，能真實(shí)地反應(yīng)每一款芯片在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的特點(diǎn)。

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借助MAPS，地平線能夠?yàn)椴煌腁I任務(wù)尋找到效率更高、配適度更好的網(wǎng)絡(luò)模型，將旭日3特定場(chǎng)景下的效能發(fā)揮到最佳。

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軟硬兼施，芯片AI性能極其出色，還提供全系列AI解決方案。

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地平線希望提供一種全新視角，為不同的AI任務(wù)尋找到效率更高、配適度更好的AI芯片和網(wǎng)絡(luò)模型。

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黃暢說：「旭日3的AI性能極其出色，特別是在最新的邊緣側(cè)深度網(wǎng)絡(luò)下有非常好的優(yōu)化效果，使得客戶可以充分發(fā)揮算力。在SoC處理器的基礎(chǔ)能力之上，旭日3提供了4核A53，4K@60fps的編解碼能力，強(qiáng)大的ISP效果，在行業(yè)內(nèi)具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力」。

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采用16nm先進(jìn)工藝的旭日3，只需2.5W的功耗，就能夠達(dá)到等效5TOPS的標(biāo)準(zhǔn)算力。

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在提供AI芯片的同時(shí)，地平線憑借自身對(duì)于AI的前瞻性理解，還積極幫助用戶優(yōu)化算子，設(shè)計(jì)更優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并提供算法技術(shù)支持。

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除了專業(yè)的算法支持，地平線還打造了更平民化的「天工開物」（Open Explorer）工具鏈，提供非常豐富的例子、文檔，可全面降低用戶的開發(fā)成本，支持AI產(chǎn)品快速落地。

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地平線的AIoT邊緣計(jì)算芯片已經(jīng)日趨成熟，配套算法也在持續(xù)演進(jìn)，與「天工開物」工具鏈一同構(gòu)建起了底層計(jì)算平臺(tái)。

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有了扎實(shí)的基本功，地平線就有了賦能行業(yè)的底氣。

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地平線將算法，訓(xùn)練平臺(tái)等中間件開放出來，開發(fā)者可以利用這些中間件，快速構(gòu)建產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)AI應(yīng)用落地。

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AIoT作為各大傳統(tǒng)行業(yè)智能化升級(jí)的最佳通道，已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，要讓AIoT真正走進(jìn)千家萬(wàn)戶，僅僅依靠一款算力優(yōu)異的芯片還不夠，接下來要做的就是盤活整個(gè)生態(tài)。

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今天的發(fā)布會(huì)上，智能物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)知名企業(yè)利爾達(dá)集團(tuán)總裁陳凱宣布同地平線達(dá)成戰(zhàn)略合作，利爾達(dá)是物聯(lián)網(wǎng)嵌入式行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，而地平線旭日3邊緣AI芯片高效能、低功耗的優(yōu)勢(shì)，將為終端智能設(shè)備注入強(qiáng)勁AI算力。

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地平線還與OPEN AI LAB在教育等領(lǐng)域展開深度合作，未來會(huì)聯(lián)合推出面向高校智慧交通和無人駕駛等領(lǐng)域的整體解決方案。

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地平線AIoT產(chǎn)品線總經(jīng)理王叢說：「地平線并不僅僅是芯片提供商，而是AI芯片應(yīng)用落地的生態(tài)賦能者」。

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誠(chéng)如其言，地平線不僅在芯片、算法方面日益精進(jìn)，同時(shí)還將自己積累的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)開放給行業(yè)客戶、開發(fā)者，AIoT生態(tài)賦能者的大旗，地平線扛過來了。

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