首个国产SoC人工智能平台型芯片发布 通用性与专用性结合是发展方向

 

时间:2018-01-11        来源:半导体应用

 

“AI应用到底应该采用通用型芯片还是专用型芯片?我个人的看法,最佳的选择应该是通用加专用融合的芯片,而且是在算法与架构、性能与功耗、异构系统设计的先进性与编程调试的便利性之间中取得平衡的产物。”华夏芯董事长李科奕对于AI芯片的发展方向作出如上判断。

 

2017年12月28日,华夏芯(北京)通用处理器有限公司(下称“华夏芯”)发布了具有全球领先水平的中国首款64位高端嵌入式CPU/DSP统一处理器IP和嵌入式人工智能专用处理器IP,以及基于上述全自主IP的多核SoC芯片平台——“北极星”,为建设和完善国家自主可控的人工智能产业链添上一笔重彩。


(华夏芯董事长李科奕接受媒体采访)

 

通用计算芯片与AI专用芯片集成融合是未来方向

 

当前,我国在人工智能的算法研究、应用推广、甚至人工智能专用芯片的设计方面已经处于国际前沿水平,但工程设计和产品开发者看问题的角度和科研工作者看问题的角度还是不一样。前者不仅要考虑算力的先进性,还需要考虑开发、编程、调试的便利性、系统的安全可靠性、实用性等一系列因素。单靠AI专用芯片的突破是很难真正支撑起中国人工智能的产业化发展,毕竟多数人工智能的应用都包括操作系统、管理调度、安全加密等很多AI不适应和不擅长的功能,即使是AI本身也面临着算法不断演进,而且编程使用非常困难等挑战。因此,常见的人工智能的芯片平台还离不开被称之为“芯片大脑”的CPU,而且很多神经网络的算法仍然选择运行在GPU或者DSP等通用处理器上。简言之,单一的人工智能专用芯片只是人工智能芯片平台中的一个重要的功能部件或者选项,就像现在的智能手机一样,未来主流的芯片平台将是CPU、GPU、DSP等通用芯片和AI专用芯片的集成与融合。

 

因而,中国在人工智能时代无法回避的挑战,应该是如何尽快弥补我国在CPU、GPU、DSP等通用芯片领域的创新能力的缺失,这是远比设计人工智能专用芯片更为重要和艰巨的使命与任务。毕竟,中国在以CPU为代表的通用处理器的设计方面还与美国存在着不小差距。不久前刚刚暴露出来的英特尔CPU的漏洞更为中国集成电路产业敲响了警钟,当中国的桌面电脑几乎全部直接采用英特尔的芯片、智能手机主芯片基本依赖ARM的许可授权时,这种被芯片厂商藏着掖着的漏洞,最后造成的破坏力可能非常巨大。

 

半导体应用网注意到,第一,华夏芯这次同时发布了高性能的嵌入式CPU/DSP IP核和AI专用处理器IP核,这在国际上都属于十分领先和罕见的。第二,与之前国内发布的人工智能芯片(基本上都是AI专用芯片)不同,“北极星”是一款SoC芯片平台,不但有负责神经网络/深度学习的AI处理器,还集成了高性能的CPU/DSP统一处理器,实现了“通用”与“专用”处理器的异构融合,不仅芯片的用途大为拓展,可面向多个市场进行应用开发,而且芯片的高集成度更适应于规模化的工程应用。第三,“北极星”是中国第一款通用处理器(CPU/DSP)和专用处理器(AI)全部自主研发的人工智能平台型芯片。

 

李科奕告诉半导体应用网:“与此前其他公司发布的国产AI专用芯片不同,‘北极星’是一款平台型芯片,适合不同的市场应用领域,如智能驾驶、智能安防监控、机器人、计算机视觉、车载和商用雷达探测、语音识别等应用”。发布会当天,华夏芯还展示了基于“北极星”SoC芯片的双目立体视觉加雷达探测的智能驾驶方案,这也是国内首次发布类似的SoC单芯片平台方案。据悉,“北极星”将于2018年上半年量产。

 

中国芯片企业换道超越的机会

 

人工智能的兴起将对全球产业生态产生重大影响,也为中国芯片企业换道超越提供了难得的机遇。

 

李科奕认为,在AI专用芯片这个领域里,中国有很大的机会。“在AI专用芯片领域,无论是从算法还是专用芯片,中国和美国基本上已处在同一起跑线上。而中国有全球最大的应用市场,我相信最终胜出的一定是中国的企业。”李科奕说。

 

中电58所副所长、国家核高基专家于宗光则指出,当前国内人工智能产业的发展与国家对集成电路产业的高度重视,以及芯片产业的突破是密不可分的。“以深度学习为例,虽然现在算法已经有了大幅度改进,但远没有达到定型的阶段,如果没有CPU、DSP、GPU为代表的通用芯片,人工智能终究还是不能够得到最广泛的运用。”于宗光说。

 

所以,发展人工智能首先就是要发展AI芯片。而一直以来,我国最大的进口商品就是芯片,且多年保持在2000亿美元以上的进口量,尤其在高端通用芯片上更是严重依赖进口。这也是近年来国家大力推进国内集成电路产业发展的重要原因。

 

国家信息化专家咨询委员会常务副主任周宏仁强调,人工智能作为非常重要的前沿技术,一定要贴在应用上,脱离了应用就没有实际的价值,而最广大范围的应用将是全球物联网。他还认为物联网的重点更多应落在“物”上,因为没有嵌入式系统或计算机的话,‘物’是没法联网的。”

 

周宏仁同时还指出,从互联网到物联网的发展趋势,是近两年全球信息化发展的重大拐点,这种信息技术的产业转型也将带来集成电路产业发展的结构性变革。首先,以往单功能芯片的模式将逐渐被SoC模式所取代。其次,异构计算变得非常重要。因为有传感、计算、通讯、AI等多个功能,不可能每个功能都分别依赖一个单芯片,这样不但效率低,且能耗和成本很高,最好的办法就是把不同的芯片功能整合在一起,这就是异构芯片的应用场景。因为对于每一个“物”而言,重要的不是芯片本身,而是系统的功能,而这个系统的核心在于根据不同的行业应用在芯片里所嵌入的人工智能。“CPU、GPU、DSP、AI全部集成在一个片上系统上,将是未来异构芯片在人工智能应用中的一个非常重要的方向。”周宏仁认为。

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