新一輪的AI熱潮讓一批創(chuàng)業(yè)者努力為自己貼上AI標簽以便搭上這一波熱潮的紅利，當然也有一批創(chuàng)業(yè)者在AI熱潮到來之前就早有準備。AI芯片就是許多早有準備的創(chuàng)業(yè)者看好的創(chuàng)業(yè)方向，他們想要為AI語音或視覺提供更好的芯片，從目前的情況看，AI視覺芯片領域的競爭相對激烈。值得注意的是，由AMD前芯片研發(fā)總監(jiān)帶領的團隊用時兩年多研發(fā)了一款聲稱超越Intel Movidius MyriadX和Nvidia Tegra X2的AI視覺芯片，事實果真如此？

世界第一的AI視覺芯片來自初創(chuàng)公司

伴隨AI的熱潮，全球范圍內(nèi)無論是傳統(tǒng)芯片巨頭、科技企業(yè)還是初創(chuàng)公司都對AI芯片有非常高的熱情。Intel在2016年收購了硅谷初創(chuàng)視覺處理公司Movidius增強了其在視覺芯片領域的實力，Nvidia也有圖像性能強大的Tegra移動處理器。國內(nèi)，地平線機器人、NextVPU、耐能、云天勵飛、寒武紀科技等都是AI視覺芯片創(chuàng)業(yè)公司的代表。

越來越多公司的加入也讓AI視覺處理器市場的競爭變得越來越激烈，NextVPU（肇觀電子）CEO馮歆鵬接受雷鋒網(wǎng)采訪時表示：“AI視覺處理器是一個正在興起的市場，無論是對巨頭還是創(chuàng)業(yè)企業(yè)都非常重要。我們判斷視覺處理器的市場規(guī)模未來一定會超過CPU市場。”

NextVPU（肇觀電子）CEO馮歆鵬

他同時表示：“目前的時間點比較有意思，市場的需求已經(jīng)起來，但芯片處理AI視覺需求的時候速度慢且開發(fā)痛苦，價格也很昂貴。如今這個市場還是比較藍海的情況，英特爾和英偉達這樣的芯片巨頭在往前走，但是他們的進展相對慢一些，因為新興的市場規(guī)模還比較小，大公司往往是做大市場服務大客戶，新興市場難以撐起大公司的整個項目。從歷史的經(jīng)驗看，這種科技變革的節(jié)點小公司更有優(yōu)勢。在AI視覺處理器領域，可以說目前我們微微領先?！?/p>

馮歆鵬口中微微領先的AI視覺芯片就是被稱為世界第一的AI視覺處理器NextVPU N171，這個第一如何理解？馮歆鵬表示，在端側(cè)，我們的AI視覺處理器的幾何引擎每秒能計算2.48億個3D點，這個結果把目前世界領先的的水平推進了一大步。另外，N171的CNN引擎跑深度神經(jīng)網(wǎng)絡例如ResNet的結果也比Nvidia Tegra X2高好幾倍。每秒3D點云的性能也比Intel Movidius Myriad2、Nvidia Tegra X2高幾倍，還支持其它AI視覺處理器不支持的像素級理解和語義分割。

             

NextVPU N71對比Intel Movidius Myriad2/MyriadX/Nvidia Tegra X2

這家推出被稱為世界第一AI視覺處理器的公司是創(chuàng)立于2016年5月的NextVPU，不過NextVPU創(chuàng)立之初首先推出的是輔助盲人感知世界和出行的智能眼鏡，原因從馮歆鵬創(chuàng)業(yè)的歷程就能找到。馮歆鵬在創(chuàng)業(yè)前擔任AMD的研發(fā)總監(jiān)，與創(chuàng)業(yè)搭檔周驥博士在大概2012年的時候就開始關注計算機視覺的方向，到了2016年他們覺得很多機會都已經(jīng)出現(xiàn)，不能再繼續(xù)等下去，最后兩人就在2016年創(chuàng)立了NextVPU（Next Vision Processing Unit, 未來的視覺處理器），中文名為肇觀（有開啟視覺的含義），馮歆鵬擔任CEO，周驥擔任CTO。雖然從創(chuàng)業(yè)之初就準備做芯片，但他們覺得2016年整個行業(yè)還沒起來，單一的環(huán)節(jié)做得好沒什么用，因此不得不先做一個產(chǎn)品。當然，從他們創(chuàng)業(yè)的第一天開始就在為芯片做準備，也就后來N171里的核心自研IP。

為何能開發(fā)出超越芯片巨頭的AI芯片？

從數(shù)據(jù)上看，NextVPU N171可以被稱為世界第一的AI視覺芯片，不過更讓人關注的是初創(chuàng)公司為何能打造出超越芯片巨頭的終端AI視覺芯片？這需要從NextVPU N171芯片的定位到功能去理解，創(chuàng)業(yè)之前馮歆鵬就已經(jīng)明確了要做一款AI視覺芯片，但AI芯片可以分為云端和終端芯片，不同的選擇將面對不同的市場競爭。馮歆鵬表示，云端和終端都有很多機會，從英特爾的收入分布看終端和服務器芯片的收入比約為5:1，其中服務器芯片出貨量少、單價高利潤率也比較高，但是這一市場競爭非常激烈，幾乎是巨頭壟斷，更適合較大的企業(yè)。終端芯片無論是市場總量還是芯片需求量都遠大于服務器市場，并且終端市場更具多樣性，用戶的需求也有一定的差別，小公司進入和發(fā)展都比較有利。

NextVPU N171

選擇了終端市場之后，接下來需要定義產(chǎn)品功能。馮歆鵬指出，計算機視覺面臨幾何和理解兩大挑戰(zhàn)，當然，無論是幾何還是理解都有大量的需求，比如客戶想通過3D環(huán)境掃描做一個模型構建地圖，或者生產(chǎn)線上不同的零件區(qū)分，這就需要VSLAM、多目、結構光、TOF等技術，也需要CNN識別，檢測和分割等技術?？吹竭@些需求并且了解到如今的芯片不能滿足需求之后，我們芯片的功能大概就確定了。

因此，NextVPU N171具備的一大特色就是集成了三個自主IP：幾何引擎、深度神經(jīng)網(wǎng)絡引擎（CNN）、圖像成像引擎（ISP）。幾何引擎用于同時處理傳感器獲得的數(shù)據(jù)、坐標空間信息、時間等多輸入的信息，也就是對三維點組成的點云做各種計算，這是所有VSLAM三維重建的基礎，機器人、汽車、AR和VR領域等對此都有急迫的需求。據(jù)悉，N171幾何引擎每秒能處理2.48億個3D點，處于業(yè)界領先的水平。

深度神經(jīng)網(wǎng)絡引擎支持圖像的檢測識別、分割以及各種主流的CNN算法。模型從簡單到復雜，邏輯從幾層到幾百層都支持。馮歆鵬強調(diào)，深度神經(jīng)網(wǎng)絡引擎我們花了很長時間去做，并且跑越復雜的模型我們的深度神經(jīng)網(wǎng)絡引擎的利用率越高，越流行的網(wǎng)絡模型，利用率也越高，幾乎可以達到理論極限。

視覺成像引擎則是對圖像進行處理，為了能夠讓機器看懂世界，視覺成像引擎做了非常多特殊的處理的調(diào)教，動態(tài)范圍可以做到150dB，這是基于機器視覺的需求所決定。

除了三大自主IP，N171還有一大特色就是可獨立運行操作系統(tǒng)，這個功能是通過N171中的多核CPU來實現(xiàn)。對于這個功能，馮歆鵬表示許多用戶習慣于用像Linux這樣的操作系統(tǒng)做文件的存儲和調(diào)取，然后做日志，而非使用特殊的輕量級內(nèi)核。要實現(xiàn)這個功能，有兩種方式，一種是分布式的做法，在常用應用處理器AP芯片的基礎上增加一個AI協(xié)處理器，第二種方式是異構融合，也就是將兩個芯片做集成。

“我們接觸到的所有客戶都傾向于第二種方式，所以我們集成了多核CPU能夠運行操作系統(tǒng)，讓我們的芯片既能滿足傳統(tǒng)需求，也有很好地AI性能。另外，集成度越高，芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸及交換的成本也能越低?！瘪T歆鵬補充表示。

由此不難看出，發(fā)現(xiàn)市場的痛點和需求之后，根據(jù)客戶的需求一步步明確產(chǎn)品的形態(tài)和功能打造滿足市場需求的產(chǎn)品，通過自研的IP，以ASIC芯片的形式實現(xiàn)，N171最終獲得比傳統(tǒng)芯片巨頭性能更強的芯片自然也就可以理解。不過，對市場需求的正確判斷以及好的產(chǎn)品理念還不足以讓一款芯片成功流片，背后的團隊也非常關鍵。

馮歆鵬和周驥都來自AMD，我們知道AMD是提供CPU，也能提供GPU的高性能計算芯片公司，而AI需要的就是高性能芯片，因此從Intel、Nvidia、AMD這三家高性能計算芯片公司出來的團隊在做AI芯片的時候在經(jīng)驗上更具優(yōu)勢。據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，馮歆鵬參與過50多款CPU和GPU的設計，對于高性能計算芯片里的流水線設計、數(shù)據(jù)的分布式存儲處理等都非常有經(jīng)驗。除了基于已有的經(jīng)驗積累用兩年多的時間先做IP然后做SoC，N171在其他方面也有巨大的投入。

能否成功落地？

在設計、功能都能夠滿足市場需求之后，芯片的實際性能成為考驗一款芯片能否成功落地的關鍵。對于N171這樣的高性能芯片，無法回避的問題就是高性能帶來的高功耗。馮歆鵬表示：“一款芯片的設計只要遵循規(guī)則不出錯，性能和功耗的實際值和理論值基本會遵循一條曲線。我們產(chǎn)品的性能和功耗水平同樣基于客戶的需求，根據(jù)客戶產(chǎn)品設計的電池容量以及他們期望的續(xù)航時間，可以推導出芯片功耗的具體水平，只要功耗不大到一定的程度客戶都能夠接受。當然N171的性能和功耗也可以調(diào)教，不同的時鐘頻率對應不同的功耗，也可以根據(jù)客戶的需求進行配置?！?/p>

雷鋒網(wǎng)了解到，N171雖然是高性能芯片，但并沒有采用最先進的7nm工藝，而是選擇了28nm工藝，這主要是從市場的角度出發(fā)，使用成熟的28nm工藝的性能和功耗就能夠滿足這款芯片目標市場和客戶的需求。

而在N171芯片的目標市場之中，汽車市場對于芯片的穩(wěn)定性、實時性、安全性都有更高的要求。為了進入這一市場，馮歆鵬表示：“我們的芯片首先滿足ISO TS16949、AEC-Q100兩個車規(guī)標準，也正在做ISO26262標準。另外，汽車市場比消費市場和工業(yè)市場有一些差異化的需求，比如需要支持零下40度到零上125度的溫度，還要求芯片在出現(xiàn)錯誤之后能夠自己恢復和校準。因此我們用更好的封裝材料保證其穩(wěn)定性、測試的流程也更加復雜?；谥霸O計波音飛機上使用的CPU的經(jīng)驗，我們對這些都很有經(jīng)驗，只是需要付出更多的時間和成本。”

至于火熱的安防市場，馮歆鵬告訴雷鋒網(wǎng)他們A輪的領投方是中電?？祷?，這個基金背后是中電科技集團和中電海康集團。中電?？导瘓F下屬的海康威視是國內(nèi)安防領域的龍頭，他們在積極布局智能攝像頭，NextVPU N171里的很多設計和功能也是為安防考慮。

既然基于相同晶圓和裸片的N171能夠滿足汽車和工業(yè)市場的需求，那么消費級市場當然也是NextVPU不會錯過的。據(jù)悉，N171的第一代芯片已經(jīng)成功流片，測試的結果也非常好，現(xiàn)在正處于客戶導入的階段，距離正式的上市還有幾個月時間。馮歆鵬透露目前的合作客戶已經(jīng)涵蓋車載、安防和機器人，希望未來N171還能做第二代、第三代，持續(xù)做下去。

雷鋒網(wǎng)認為，在AI的熱潮下，許多有經(jīng)驗有實力敏銳的大咖都開始了創(chuàng)業(yè)，他們希望能夠在新的浪潮里發(fā)揮更大的價值，很顯然NextVPU的團隊就屬于這一的創(chuàng)業(yè)團隊。在技術、產(chǎn)品都能夠比肩芯片巨頭的情況下，芯片的實際落地更考驗創(chuàng)業(yè)團隊，在這個過程中會遇到很多意想不到的事情。相信我們都愿意看到NextVPU的產(chǎn)品能夠不斷迭代，為計算機視覺領域帶來更好的AI芯片，也能夠增強中國芯片的實力。

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