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| 本文作者： 劉芳平 | 2018-05-16 16:02 |
5 月 16 日，物聯(lián)網(wǎng)人工智能服務(wù)商云知聲在北京舉行“匠芯 致物”發(fā)布會(huì)，推出全球首款面向 IoT 的 AI 芯片 UniOne 及其解決方案——雨燕（Swift）。
云知聲創(chuàng)始人/CEO 黃偉表示，“在 AIoT 市場(chǎng)加速爆發(fā)的今天，云端方案在網(wǎng)絡(luò)、帶寬、能耗、隱私以及邊緣計(jì)算等方面的限制，使得面向物聯(lián)網(wǎng)的 AI 芯片成為必然選擇。在推出芯片產(chǎn)品之前，云知聲已在家居、智能音箱、兒童機(jī)器人等市場(chǎng)方面，基于通用芯片方案（IVM）百萬(wàn)級(jí)出貨量的產(chǎn)品形態(tài)，驗(yàn)證了芯片市場(chǎng)、產(chǎn)品和用戶場(chǎng)景的合理性。第一代 UniOne 物聯(lián)網(wǎng) AI 芯片雨燕量產(chǎn)后，將能快速切入市場(chǎng)客戶并滿足更多產(chǎn)品種類(lèi)和形態(tài)上對(duì)成本、穩(wěn)定性、集成度方面的需求?！?/p>
“UniOne 不是一顆芯片，而是一系列芯片，它代表了云知聲對(duì)于物聯(lián)網(wǎng) AI 芯片發(fā)展戰(zhàn)略的整體構(gòu)想?！?IoT 事業(yè)部副總裁李霄寒指出。
1、提供面向物聯(lián)網(wǎng)，跨設(shè)備形態(tài)的 AI 感知能力和本地推理能力；
2、全新深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，支持 DNN、LSTM 等多種網(wǎng)絡(luò)模型，性能提升 50 倍；
3、面向深度學(xué)習(xí)的內(nèi)存調(diào)度機(jī)制，數(shù)據(jù)帶寬需求下降 90%；
4、重新設(shè)計(jì)的專(zhuān)用 DSP 處理器；
5、AIOS + AI Chip 的 Turnkey 解決方案；
6、從算法到芯片深度學(xué)習(xí)加速硬件核心完全自主設(shè)計(jì)、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
芯片展示
云知聲第一代 UniOne 物聯(lián)網(wǎng) AI 芯片及解決方案——雨燕采用 CPU+uDSP+DeepNet 架構(gòu)，支持 8/16bit 向量、矩陣運(yùn)算，基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可將面向語(yǔ)音 AI 的并行運(yùn)算性能發(fā)揮到極致，在更低成本和功耗下提供更高的算力。
在架構(gòu)靈活性方面，雨燕通過(guò) Scratch-Pad 將主控 CPU 與 AI 加速器內(nèi)部 RAM 相連，可提供高效的 CPU 與 AI 加速器之間的數(shù)據(jù)通道，便于 CPU 對(duì) AI 加速器運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行二次處理。
另外，連接各個(gè)運(yùn)算單元的可編程互聯(lián)矩陣架構(gòu)，提供了擴(kuò)展運(yùn)算指令的功能，從而進(jìn)一步提升硬件架構(gòu)的靈活性及可擴(kuò)展性。
同時(shí)，芯片采用多級(jí)多模式喚醒，從能量檢測(cè)，到人類(lèi)聲音檢測(cè)，再到喚醒詞檢測(cè)，針對(duì)語(yǔ)音設(shè)備及使用場(chǎng)景的定制化Power Domain等技術(shù)，可將芯片功耗降低至最低。具體而言，雨燕包括以下幾大顯著特征：
高性能深度學(xué)習(xí)加速：面向深度學(xué)習(xí)和語(yǔ)音信號(hào)處理的 AI 定制指令以及體系架構(gòu)，將面向語(yǔ)音 AI 的并行運(yùn)算性能發(fā)揮到極致，系統(tǒng)運(yùn)算能力提升50倍以上；
高性能內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)：結(jié)合片內(nèi) Memory 及內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，提高片內(nèi)總線帶寬的利用效率提升20倍；
低功耗架構(gòu)：異構(gòu) AMP架構(gòu)可保證高性能與低功耗的有機(jī)結(jié)合，從而獲得最佳的能效比，更適合IoT場(chǎng)景；
端云結(jié)合：混合應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)，獲得本地與云端能力的最佳平衡；
雨燕芯片架構(gòu)
云知聲自研數(shù)字信號(hào)處理器 uDSP
雨燕的多級(jí)電源模式
雨燕針對(duì) AI 任務(wù)的性能提升
云知聲聯(lián)合創(chuàng)始人/芯片負(fù)責(zé)人李霄寒表示，云知聲不僅提供雨燕芯片和終端引擎，還將應(yīng)用部分向客戶開(kāi)源，同時(shí)提供相應(yīng)定制化工具以及云端AI能力服務(wù)。
通過(guò)云端芯結(jié)合，云知聲基于雨燕提供的是面向一個(gè)個(gè)具體場(chǎng)景如智能家居、智能音箱、智能車(chē)載等的Turn-key解決方案?；谟暄喾桨?，可讓客戶站在更高的設(shè)計(jì)起點(diǎn)，以更低的成本在更短的時(shí)間內(nèi)打造出更穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品。同時(shí)，開(kāi)源的方案也可確?？蛻艋谝烟峁┑?AI 能力自行設(shè)計(jì)其它各種長(zhǎng)尾產(chǎn)品形態(tài)，構(gòu)建更為豐富的 AIoT 生態(tài)。
李霄寒還透露了云知聲 AI 芯片發(fā)展路徑：2019 年將發(fā)布支持多模態(tài)的雪豹，2020年將推出提供通用 AI 邊緣算力的旗魚(yú)。
在本次發(fā)布會(huì)上，除了UniOne的重磅發(fā)布之外，云知聲還公布了與京東智能、億咖通科技的戰(zhàn)略合作。在智能家居領(lǐng)域，云知聲攜手京東智能，推動(dòng)人工智能芯片在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用。與京東Alpha平臺(tái)合力打造定制化智能標(biāo)桿產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)跨品牌、跨品類(lèi)智能設(shè)備的互聯(lián)互通。針對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)領(lǐng)域，云知聲將攜手億咖通科技，共同研發(fā)汽車(chē)前裝車(chē)規(guī)級(jí)AI芯片。
黃偉指出，無(wú)論是 CPU 還是 GPU、FPGA，現(xiàn)有的芯片架構(gòu)并非為 AI 專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，并不能滿足物聯(lián)網(wǎng) AI 算力需求，且考慮了太多的向后兼容性，因此性能上遠(yuǎn)非最優(yōu)。
較之于傳統(tǒng)芯片，定制化的 AI 芯片由于應(yīng)用場(chǎng)景和 AI 算法相對(duì)確定，因此在硬件設(shè)計(jì)上更加專(zhuān)門(mén)化，在面向此類(lèi)任務(wù)時(shí)相對(duì)于通用芯片在計(jì)算密度及功耗上有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。因此，相較通用芯片而言，AI 芯片可以在更低的主頻、更小的芯片面積，完成機(jī)器學(xué)習(xí)中同等任務(wù)量的計(jì)算，做到成本、功耗、算力等多維需求之間的平衡。
黃偉認(rèn)為，AIoT 的破局點(diǎn)在芯片，原因有三：
AI 落地的關(guān)鍵在于選擇場(chǎng)景
應(yīng)用場(chǎng)景定義 AI 芯片
芯片可以加速 AI 應(yīng)用落地
UniOne 芯片的研發(fā)負(fù)責(zé)人，李霄寒告訴雷鋒網(wǎng)，
原來(lái) IVM 的既有市場(chǎng)，像智能家居，在芯片出來(lái)之后，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫替換，客戶那邊可能什么都不需要改，直接用新的芯片替換原來(lái)那個(gè)板子上的老芯片就可以了。
所以，對(duì)于客戶來(lái)講，更新?lián)Q代的成本是非常低的，他只感覺(jué)到了性能的提升，功耗和價(jià)格的下降。
為什么云知聲要自己做而不是跟其它廠商合作定制芯片呢？李霄寒表示，
AI 芯片的整體架構(gòu)還遠(yuǎn)沒(méi)有成熟，并不是說(shuō)像 CPU 一樣，采購(gòu)誰(shuí)的都一樣，沒(méi)必要自己去重復(fù)發(fā)明一個(gè) CPU。我們面臨的問(wèn)題和 PC 上的 CPU 問(wèn)題是完全不一樣的。
現(xiàn)在從整個(gè)產(chǎn)品定義，到里面的架構(gòu)都是在一個(gè)探索階段，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化，你去找一個(gè)合作伙伴的話，很可能最后做出來(lái)的東西不能夠滿足場(chǎng)景的需求。這也是為什么我們堅(jiān)決要自己做。
而且我們?cè)谶@方面有比較大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槲覀冏隽?2 年多將近 3 年的時(shí)間，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)從算法到應(yīng)用到芯片都打磨出來(lái)了。后面做芯片的迭代，架構(gòu)以及整體方案的演進(jìn)，成本是比較低的。
所以，對(duì)于我們來(lái)講，肯定是還是選擇自己做，勝過(guò)跟別人去合作。
2016 年，云知聲 CEO 黃偉接受雷鋒網(wǎng)專(zhuān)訪時(shí)透露了公司的品牌升級(jí)方向————從智能語(yǔ)音公司，到物聯(lián)網(wǎng)人工智能服務(wù)商。
而實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)型，在產(chǎn)品層面上云知聲提出了“云端芯”的概念，通過(guò)芯片將終端和云端連接起來(lái)。黃偉對(duì)雷鋒網(wǎng)表示，云知聲的人工智能產(chǎn)品包括以下三塊：
AI 芯，目前你可以將其理解成連網(wǎng)的麥克風(fēng)；
AIUI，用戶與終端之間的交互方式，目前主要就是語(yǔ)音；
AI Service，云端服務(wù)。
云知聲要做的，是將 AI 芯放進(jìn)從家電到汽車(chē)的各種產(chǎn)品里，讓它們都能連網(wǎng)并進(jìn)行通過(guò)語(yǔ)音交互，并連接至云端服務(wù)。
2017 年 8 月，云知聲宣布獲 3 億元戰(zhàn)略投資，融資目的之一就是加大人工智能專(zhuān)用芯片 UniOne 的研發(fā)力度，進(jìn)一步完善以“云端芯”為核心的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和商業(yè)落地。5 月 11 日，云知聲宣布獲得 1 億美金 C 輪融資。現(xiàn)在，云知聲自行設(shè)計(jì)的 AI 芯片終于在 5 月 16 日對(duì)外發(fā)布。
發(fā)布會(huì)上，黃韋宣布，云知聲的戰(zhàn)略從芯片發(fā)布后，將從“云端芯”轉(zhuǎn)變?yōu)椤霸?芯”。
對(duì)云知聲來(lái)說(shuō)，造芯不是目的，而是手段。人工智能時(shí)代，廠商的競(jìng)爭(zhēng)力在于其向客戶提供解決方案的能力，而芯片正是解決方案的重要一環(huán)。
李霄寒告訴雷鋒網(wǎng)，云知聲設(shè)計(jì)自己的芯片是一件水到渠成的事，“我們先用一個(gè)通用型的方案，去拓展、打磨這個(gè)產(chǎn)品，然后找到我們的客戶和應(yīng)用場(chǎng)景。然后，我們?cè)僮鲂酒?，去替代原有的產(chǎn)品。”對(duì)比之下，一些公司是先設(shè)計(jì)出芯片再去找客戶和應(yīng)用場(chǎng)景。
而所謂“造芯”，并非是將設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)整個(gè)流程都做了，“我們不光要涉及到芯片的設(shè)計(jì)，還要涉及到整個(gè)上面的系統(tǒng)，包括相關(guān)的云端服務(wù)和算法”，李霄寒對(duì)雷鋒網(wǎng)透露，芯片及方案開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)有四五十人。
之所以投入的人力并不龐大，是因?yàn)樵浦曋蛔プ詈诵牡脑O(shè)計(jì)部分，包括用于 AI 加速的 NPU、用于信號(hào)處理的 DSP 以及其它一些 know-how，其它一些核心模塊都采用 IP 復(fù)用的方式，這也是當(dāng)下許多芯片設(shè)計(jì)所用的方法。
李霄寒認(rèn)為，做好 AI 芯片的三個(gè)關(guān)鍵要素：
第一，需要對(duì)算法有足夠的了解，對(duì)算法要有 know-how。如果你拿到的是比較普通的算法，可能你的優(yōu)化也是比較普通的，如果你的 know-how 比較多，那可能優(yōu)化可以做的比較精細(xì)。
第二，需要對(duì)芯片重視，要能夠設(shè)計(jì)芯片，把它做出來(lái)，能夠給出比較好的架構(gòu)。我們經(jīng)過(guò) 3 年的打磨已經(jīng)完全具備了這方面的能力。
第三，很多人會(huì)忽略的一點(diǎn)，就是對(duì)應(yīng)用的 know-how。做芯片不是軍備競(jìng)賽，不是說(shuō)效能比越高，或者說(shuō)關(guān)鍵參數(shù)，主頻、制程越高越好。計(jì)算力并不是越高越好，而是要滿足場(chǎng)景的需求。
UniOne 并不是一款芯片，而是一個(gè)產(chǎn)品系列，并讓每一款產(chǎn)品在特別的場(chǎng)景下做到極致，“我們會(huì)有一系列的芯片，比如第一款芯片解決智能家居領(lǐng)域里面的多模態(tài)交互問(wèn)題，第二款芯片解決車(chē)載環(huán)境下的一些交互，或者是別的需求，會(huì)把它這個(gè)方向做到極致。”李霄寒告訴雷鋒網(wǎng)。
AIOS@Home 智能家居解決方案
部分采用云知聲方案的機(jī)器人產(chǎn)品
北京協(xié)和醫(yī)院使用了云知聲醫(yī)療語(yǔ)音錄入解決方案
AIOS 在車(chē)載方向的應(yīng)用
正如前文所說(shuō)，造芯不是目的，而是手段，真正的目標(biāo)是如何讓產(chǎn)品更好落地到實(shí)際應(yīng)用中。這也是黃偉提出“應(yīng)用場(chǎng)景定義 AI 芯片”的原因。
在發(fā)布會(huì)上，黃偉表示，當(dāng)許多人在為人工智能企業(yè)吶喊時(shí)，他們所不知道的是這些公司正在走進(jìn)一片沙漠，在那里，他們又累又喝，努力尋找一個(gè)個(gè)美好的綠洲，而資本此時(shí)在一旁給他們遞上水和糧食，支撐他們繼續(xù)前進(jìn)。
這個(gè)比喻所表達(dá)的，正是 AI 雖然火，為所有人所期待，但落地方面卻是一個(gè)難題。資本當(dāng)然不是為了支持企業(yè)在沙漠中行走，資本押注的是企業(yè)能找到綠洲，而綠洲就是巨大的潛在應(yīng)用場(chǎng)景，需要廠商去挖掘。
2018 年，IoT 成為科技領(lǐng)域的新熱點(diǎn)，阿里宣布其為公司第五大賽道，而 IoT 的背后正是人工智能驅(qū)動(dòng)。但人工智能一直以來(lái)更多是在云端落地，要落到終端上，邊緣算力、連接、和數(shù)據(jù)處理等需求，以及終端對(duì)功耗、性能的需求，都要求有一款專(zhuān)門(mén)芯片。
這就是為什么押注 IoT 的公司也在芯片方面布局，云知聲在這塊可謂走在前列。
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