美國以芯片企業(yè)為核心的AI發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)全球
目前AI芯片市場(chǎng)，無論是傳統(tǒng)的半導(dǎo)體業(yè)者，還是所謂的初創(chuàng)企業(yè)，都開始投奔這個(gè)金礦。美國一直是人工智能基礎(chǔ)芯片領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，尤其是在算法訓(xùn)練領(lǐng)域，以英偉達(dá)、英特爾、谷歌為代表的企業(yè)，引領(lǐng)者全球的發(fā)展。
1、英偉達(dá)
憑借具備識(shí)別、標(biāo)記功能的圖像處理器，在人工智能還未全面興起之前，英偉達(dá)就先一步掌控了這一時(shí)機(jī)。在2016年，英偉達(dá)更是一連發(fā)布了多款針對(duì)深度學(xué)習(xí)的芯片，像4月份發(fā)布的一款可執(zhí)行深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)任務(wù)的Tesla P100 GPU，又比如9月份發(fā)布的基于Pascal架構(gòu)的深度學(xué)習(xí)芯片Tesla P4和Tesla P40，其中，Pascal架構(gòu)能助推深度學(xué)習(xí)加速65倍。除了研發(fā)芯片，英偉達(dá)還發(fā)布了多個(gè)用于不同領(lǐng)域的硬件和平臺(tái)，進(jìn)一步擴(kuò)大了自己的人工智能布局。
2、ARM
迄今為止，全球85%的智能移動(dòng)設(shè)備中都采取了ARM架構(gòu)，其中，超過95%的智能手機(jī)運(yùn)用了ARM的處理器，在智能硬件和物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的如今，ARM有著絕對(duì)的地位，ARM所授權(quán)的芯片主要都用在了移動(dòng)計(jì)算、智能汽車、安全系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)。在智能汽車領(lǐng)域，包括NVIDIA、高通在內(nèi)都是基于ARM設(shè)計(jì)開發(fā)了面向駕駛輔助系統(tǒng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)。早前，對(duì)于收購ARM一事，軟銀CEO孫正義就曾明確表示ARM芯片將推動(dòng)人工智能走向奇點(diǎn)。而在收購之后，軟銀也對(duì)ARM早已開始的人工智能項(xiàng)目"Blue Sky Program"表示了極大的支持。
3、Intel & Movidius
Movidius計(jì)算機(jī)視覺芯片及解決方案的行業(yè)黑馬，于2016年9月被Intel收購， Movidius主要產(chǎn)品為Myriad系列集成芯片，開發(fā)者把它稱為視覺處理器(VPU)。與傳統(tǒng)GPU相比，它的特別之處在于它處理數(shù)據(jù)的方式。Myriad在感應(yīng)器輸入方面更加精準(zhǔn)，無論是從接收手部位置或眼部追蹤硬件的數(shù)據(jù)，還是將它們?cè)谔摂M環(huán)境中標(biāo)識(shí)出來。Movidius Myriad2芯片具有深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理能力，可以提供更精確的圖像分析。通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和3D立體識(shí)別技術(shù)，海康威視稱已達(dá)到99%的圖像分析準(zhǔn)確率。應(yīng)用領(lǐng)域包括機(jī)動(dòng)車類型分類、入侵者檢測(cè)、可疑包裹預(yù)警及安全帶檢測(cè)。
除了與傳統(tǒng)安防制造企業(yè)合作外，Movidius還通過與國內(nèi)人工智能初創(chuàng)企業(yè)合作，開發(fā)適用于安防領(lǐng)域的智能模塊及軟硬件一體化產(chǎn)品。例如觸景無限發(fā)布的全球首款基于Intel-Movidius芯片開發(fā)的嵌入式人臉抓拍系統(tǒng)，閱面科技最新發(fā)布的繁星AI芯片視覺模塊當(dāng)中的VPU采用的就是英特爾旗下的Movidius Myriad 2。
4、IBM
百年巨人IBM，在很早以前就發(fā)布過wtson，現(xiàn)在他的人工智能機(jī)器早就投入了很多的研制和研發(fā)中去。而在去年，他也按捺不住，投入到類人腦芯片的研發(fā)，那就是TrueNorth，郵票大小、重量只有幾克，但卻集成了54億個(gè)硅晶體管，內(nèi)置了4096個(gè)內(nèi)核，100萬個(gè)"神經(jīng)元"、2.56億個(gè)"突觸"，能力相當(dāng)于一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)，功耗卻只有65毫瓦。
TrueNorth是IBM參與DARPA的研究項(xiàng)目SyNapse的最新成果。這種芯片把數(shù)字處理器當(dāng)作神經(jīng)元，把內(nèi)存作為突觸，跟傳統(tǒng)馮諾依曼結(jié)構(gòu)不一樣，它的內(nèi)存、CPU和通信部件是完全集成在一起。因此信息的處理完全在本地進(jìn)行，而且由于本地處理的數(shù)據(jù)量并不大，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)內(nèi)存與CPU之間的瓶頸不復(fù)存在了。同時(shí)神經(jīng)元之間可以方便快捷地相互溝通，只要接收到其他神經(jīng)元發(fā)過來的脈沖(動(dòng)作電位)，這些神經(jīng)元就會(huì)同時(shí)做動(dòng)作。
5、谷歌
谷歌的人工智能相關(guān)芯片就是TPU。也就是Tensor Processing Unit。TPU是專門為機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專用芯片。通過降低芯片的計(jì)算精度，減少實(shí)現(xiàn)每個(gè)計(jì)算操作所需的晶體管數(shù)量，從而能讓芯片的每秒運(yùn)行的操作個(gè)數(shù)更高，這樣經(jīng)過精細(xì)調(diào)優(yōu)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型就能在芯片上運(yùn)行的更快，進(jìn)而更快的讓用戶得到更智能的結(jié)果。Google將TPU加速器芯片嵌入電路板中，利用已有的硬盤PCI-E接口接入數(shù)據(jù)中心服務(wù)器中。
6、微軟
微軟蟄伏六年，打造出了一個(gè)迎接AI世代的芯片。那就是Project Catapult。這個(gè)FPGA 目前已支持微軟Bing，未來它們將會(huì)驅(qū)動(dòng)基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)--以人類大腦結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)建模的人工智能--的新搜索算法，在執(zhí)行這個(gè)人工智能的幾個(gè)命令時(shí)，速度比普通芯片快上幾個(gè)數(shù)量級(jí)。有了它，你的計(jì)算機(jī)屏幕只會(huì)空屏 23 毫秒而不是 4 秒。
的確以美國芯片企業(yè)為主給中國AI發(fā)展帶來了福音，但是在目前具體細(xì)分行業(yè)應(yīng)用中，昂貴的算力支出對(duì)國內(nèi)眾多企業(yè)而言是非常不劃算的。廉價(jià)甚至普惠制的AI算力才是人工智能在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)落地的救命稻草。與此同時(shí)，國內(nèi)眾多芯片企業(yè)也都在尋求在AI芯片領(lǐng)域的突破。
國內(nèi)人工智能芯片企業(yè)崛起
目前，國內(nèi)包括華為在內(nèi)的眾多芯片企業(yè)以及初創(chuàng)人工智能芯片企業(yè)都瞄準(zhǔn)安防行業(yè)亟需的AI算力需求，紛紛推出了針對(duì)行業(yè)不同領(lǐng)域的產(chǎn)品。例如，人工智能初創(chuàng)企業(yè)地平線發(fā)布的嵌入式人工智能芯片，其中旭日1.0處理器面向智能攝像頭，能夠在本地進(jìn)行大規(guī)模人臉抓拍與識(shí)別、視頻結(jié)構(gòu)化處理等，可廣泛用于商業(yè)、安防等多個(gè)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景;寒武紀(jì)1A處理器是世界首款商用深度學(xué)習(xí)專用處理器，面向智能手機(jī)、安防監(jiān)控、可穿戴設(shè)備、無人機(jī)和智能駕駛等各類終端設(shè)備;中星微首款嵌入式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器(NPU)芯片，基于深度學(xué)習(xí)的芯片運(yùn)用在人臉識(shí)別上，最高能達(dá)到98%的準(zhǔn)確率，超過人眼的識(shí)別率等等。
華為在2018年全連接大會(huì)上推出了兩款A(yù)I芯片：昇騰910和昇騰310。兩款芯片都采用達(dá)芬奇架構(gòu)，其中華為昇騰910的單芯片計(jì)算密度最大，比目前最強(qiáng)的NVIDIAV100的125T還要高上一倍，昇騰310則是昇騰的mini系列，最大功耗僅8W，是極致高效計(jì)算低功耗AI芯片。主打終端低功耗AI場(chǎng)景，具有極致高效計(jì)算低功耗AISoC，目前已經(jīng)量產(chǎn)。
另外，目前為安防企業(yè)提供傳統(tǒng)視頻解碼芯片廠商也在積極布局AI升級(jí)。華為海思、安霸(Ambarella)都在近一年內(nèi)推出了支持AI的安防邊緣推斷芯片。海思的HI3559A配備了雙核神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速引擎，并成為第一款支持8k視頻的芯片;安霸也通過集成Cvflows張量處理器到最新的CV2S芯片中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)CNN/DNN算法的支持。
國內(nèi)外芯片企業(yè)扎堆安防領(lǐng)域
安防視頻監(jiān)控領(lǐng)域擁有海量的數(shù)據(jù)，能夠?yàn)樯疃葘W(xué)習(xí)訓(xùn)練提供足夠多的場(chǎng)景;另外近些年，智能算法的發(fā)展依托海量大數(shù)據(jù)，在語音識(shí)別和視覺方面取得重要的突破，呈現(xiàn)更快速的迭代。在國際權(quán)威人臉識(shí)別公開測(cè)試平臺(tái)LFW上，排行前列的算法精度都已經(jīng)超過了人類的識(shí)別精度。
在大數(shù)據(jù)與算法方面可以說已經(jīng)滿足了人工智能在安防領(lǐng)域落地的需求。另外一個(gè)核心要素即是擁有強(qiáng)大計(jì)算能力的處理芯片。在安防領(lǐng)域，各類芯片廣泛分布于整個(gè)安防監(jiān)控系統(tǒng)中，扮演著核心角色，芯片在很大程度上左右著智能安防系統(tǒng)的整體功能、技術(shù)指標(biāo)、穩(wěn)定性、能耗、成本等，并在安防行業(yè)未來發(fā)展發(fā)展脈絡(luò)及方向上起到關(guān)鍵作用。安防產(chǎn)業(yè)從模擬進(jìn)化到數(shù)字再到網(wǎng)絡(luò)高清，以及當(dāng)前的人工智能，無一例外得益于芯片技術(shù)的進(jìn)步，尤其是AI安防芯片更是頗受關(guān)注。
目前，國內(nèi)外的AI芯片企業(yè)紛紛扎堆國內(nèi)安防領(lǐng)域，強(qiáng)勢(shì)介入。近兩年，NVIDIA依靠GPU與英特爾依靠收購的Movidius在安博會(huì)上大放異彩，與普通的芯片相比，這些世界頂級(jí)的專業(yè)芯片供應(yīng)商在芯片的運(yùn)算性能及功耗方面，做得更加的出色，在以安防機(jī)器視覺分析為核心的業(yè)務(wù)技術(shù)領(lǐng)域，更加切合當(dāng)下智能分析對(duì)人臉與車輛的識(shí)別，識(shí)別速度與準(zhǔn)確率在復(fù)雜場(chǎng)景下都有了很好的提升。
例如英偉達(dá)作為目前最大的人工智能芯片GPU的生產(chǎn)商，近兩年一直在大力拓展安防應(yīng)用領(lǐng)域，目前國內(nèi)眾多知名企業(yè)都在使用NVIDIA的GPU，包括海康威視、大華股份，宇視科技，包括商湯、曠視、天地偉業(yè)、北京文安、深網(wǎng)和久凌等。同時(shí)國內(nèi)的眾多芯片企業(yè)也把安防作為業(yè)務(wù)發(fā)力重點(diǎn)，無論是華為、中星微還是初創(chuàng)的AI芯片企業(yè)地平線、寒武紀(jì)以及比特大陸，都推出了相應(yīng)的產(chǎn)品與解決方案。
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