8月27日,GTIC 2022全球AI芯片峰會(huì)在深圳市南山區(qū)圓滿落幕。會(huì)上,2022「中國(guó)AI芯片企業(yè)50強(qiáng)」榜單正式揭曉。
▲智一科技聯(lián)合創(chuàng)始人、總編輯張國(guó)仁揭曉榜單
這場(chǎng)高規(guī)格產(chǎn)業(yè)會(huì)議,由芯東西與智東西公開課聯(lián)合主辦,以“不負(fù)芯光 智算未來”為主題,匯集了來自AI芯片領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)研投專家及創(chuàng)業(yè)先鋒代表,展示智能計(jì)算底層創(chuàng)新與落地的最新光景。
兩天內(nèi),32位嘉賓通過主題演講和巔峰對(duì)話,分享了干貨滿載、深入淺出的行業(yè)見解。峰會(huì)全場(chǎng)座無虛席,全網(wǎng)直播人數(shù)累計(jì)高達(dá)220萬+人次。作為智一科技產(chǎn)業(yè)對(duì)接平臺(tái)GTIC落地深圳的首場(chǎng)產(chǎn)業(yè)峰會(huì),GTIC 2022全球AI芯片峰會(huì)得到了深圳產(chǎn)業(yè)人士的廣泛好評(píng)。
15位大牛分別出席邊緣端AI芯片專題論壇、存算一體芯片專題論壇、新型計(jì)算技術(shù)專題論壇,暢談AI芯片創(chuàng)新路徑,以及在加速落地商用過程中積累的心得。
01.
南科大余浩:“種草”低碳AI芯片,高精度與低功耗并存
南方科技大學(xué)深港微電子學(xué)院創(chuàng)院副院長(zhǎng)余浩教授在現(xiàn)場(chǎng)“種草”了低碳AI芯片。
我們向往著讓機(jī)器來做計(jì)算,幫助我們“躺平”,但就目前的算力中心而言,其在功耗和效率上都需要付出很大代價(jià),如電力、能源的消耗。因此,在數(shù)字經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)經(jīng)濟(jì)的背景下,我們需要一塊高能效的低碳芯片。
▲南方科技大學(xué)深港微電子學(xué)院創(chuàng)院副院長(zhǎng)余浩教授
現(xiàn)有的有效解決途徑包括并行的GPU、脈動(dòng)的TPU,不過這些解法或多或少仍存在功耗高、能效低的問題。那么,如何在保證精度、降低功耗的情況下訓(xùn)練出多精度、多復(fù)雜度模型并實(shí)現(xiàn)高能效的硬件計(jì)算?
余浩教授團(tuán)隊(duì)的做法是通過網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)自動(dòng)搜索設(shè)計(jì),對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行逐層優(yōu)化,得到高能效的混合精度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);并在硬件層面,讓每個(gè)數(shù)據(jù)單元都支持多精度并行處理,同時(shí)每個(gè)并行的多精度陣列又可以進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)用,就可以高能效地運(yùn)行多復(fù)雜度的網(wǎng)絡(luò)模型。
南方科技大學(xué)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)研發(fā)了4款A(yù)I芯片,其中,在平均能效情況下,X-Edge芯片達(dá)到200TOPS/W,超越人腦的10TOPS/W。
基于上述研發(fā)理念,X-Edge芯片可以應(yīng)用于搭建低碳邊緣算力平臺(tái)、機(jī)器人平臺(tái)、移動(dòng)巡檢平臺(tái)、元宇宙平臺(tái)等。
02.
軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì),應(yīng)對(duì)AI落地碎片化難題
相對(duì)云端AI芯片,邊緣側(cè)與端側(cè)的AI芯片企業(yè)面臨著更為多元的應(yīng)用場(chǎng)景,不止要通過優(yōu)化底層技術(shù),還必須抓住時(shí)間窗口,加速實(shí)現(xiàn)芯片及相應(yīng)解決方案的規(guī)模化落地。
在上午舉行的邊緣端AI芯片專題論壇期間,來自時(shí)擎科技、愛芯元智、Imagination、齊感科技、英諾達(dá)、嘉楠科技的行業(yè)大牛,分享了他們觀察到的下游市場(chǎng)需求之變,以及應(yīng)對(duì)這些變化的產(chǎn)品創(chuàng)新、落地打法與實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。
1、時(shí)擎科技仇健樂:分布式存儲(chǔ)與計(jì)算,應(yīng)對(duì)端側(cè)AI落地碎片化挑戰(zhàn)
在AIoT時(shí)代,AI應(yīng)用越來越多地以“云邊端協(xié)同”形式出現(xiàn)。與云端AI芯片相比,端側(cè)AI芯片需要滿足一些特定需求,比如:算力能支持本地預(yù)處理或簡(jiǎn)單決策即可,對(duì)功耗和成本更敏感,傳感器接口和應(yīng)用市場(chǎng)碎片化等。
面向這樣的市場(chǎng)特點(diǎn),端側(cè)智能芯片公司時(shí)擎科技選擇采用DSA(領(lǐng)域?qū)S眉軜?gòu))芯片設(shè)計(jì)方案,時(shí)擎采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)壓縮引擎,支持自主研發(fā)的基于RISC-V架構(gòu)的端側(cè)DSA智能處理器。
據(jù)時(shí)擎科技研發(fā)副總裁仇健樂分享,該處理器可進(jìn)行分布式存儲(chǔ)和計(jì)算,適應(yīng)AI算法快速演進(jìn),保持高計(jì)算效率,目前已能在128GOPS-2TOPS算力范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)伸縮性。
▲時(shí)擎科技研發(fā)副總裁仇健樂
當(dāng)進(jìn)入客戶應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行部署,設(shè)計(jì)好的AI端側(cè)芯片又面臨一大新的挑戰(zhàn)——部署模型多為小型化網(wǎng)絡(luò)模型,數(shù)據(jù)量化難度大。
為此,時(shí)擎通過TimesFlow平臺(tái)提供多種量化方法,包括INT8/INT16的對(duì)稱/非對(duì)稱量化選項(xiàng),從而降低量化過程中的精度損失。時(shí)擎還配備一鍵部署功能、豐富算子庫、多種預(yù)處理方法,以優(yōu)化客戶的應(yīng)用部署體驗(yàn)。
2、愛芯元智劉建偉:兩大核心技術(shù),加速端側(cè)AI芯片落地
近10年AI技術(shù)發(fā)展迅猛,隨著算力越來越大,市場(chǎng)空間暴漲,端側(cè)和邊緣側(cè)的AI芯片也迎來發(fā)展機(jī)遇。在端側(cè)、邊緣側(cè)對(duì)智能要求越多,需要的算法也就越多,同時(shí),AI的應(yīng)用也對(duì)感知和計(jì)算提出了更高的需求。
愛芯元智聯(lián)合創(chuàng)始人、副總裁劉建偉說:“愛芯元智在AI芯片領(lǐng)域?qū)Ω兄陀?jì)算的探索,已經(jīng)成功量產(chǎn)兩代四顆芯片,并布局于消費(fèi)電子、智慧城市領(lǐng)域?!?/p>
▲愛芯元智聯(lián)合創(chuàng)始人、副總裁劉建偉
愛芯元智將感知和計(jì)算作為兩大基礎(chǔ)技術(shù)進(jìn)行研發(fā),其中,AI-ISP技術(shù)將AI與ISP(圖像信號(hào)處理)相結(jié)合,選取傳統(tǒng)ISP中的模塊進(jìn)行增強(qiáng)。混合精度NPU提供基礎(chǔ)算力,可以實(shí)現(xiàn)模塊間并行計(jì)算。
此外,愛芯元智提供的不僅是AI芯片,而是面向場(chǎng)景的解決方案,在設(shè)計(jì)整個(gè)芯片時(shí),會(huì)幫助客戶從芯片、應(yīng)用到算法進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)。
3、Imagination鄭魁:CPU+GPU+AI異構(gòu)計(jì)算,滿足邊緣智能多樣化需求
隨著人工智能市場(chǎng)快速增長(zhǎng),PC、智能手機(jī)、安全、汽車等市場(chǎng)都需要不同算力,為此,IP解決方案商Imagination最新推出了覆蓋AI、GPU和CPU等IP的異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)。
Imagination中國(guó)區(qū)??智能及汽車產(chǎn)品市場(chǎng)副總鄭魁談道,作為一家IP設(shè)計(jì)公司,PPA(性能、功耗、面積)是產(chǎn)品一直強(qiáng)調(diào)的要素。同時(shí)面向手機(jī)、自動(dòng)駕駛等各個(gè)領(lǐng)域的算力需求多樣化,對(duì)硬件計(jì)算架構(gòu)乃至軟件棧有更高的需求。異構(gòu)計(jì)算是未來的發(fā)展方向,對(duì)此,Imagination已在IP層面將所有計(jì)算異構(gòu)能力整合,提供具備靈活性、標(biāo)準(zhǔn)化、開放性的解決方案。
▲Imagination中國(guó)區(qū)??智能及汽車產(chǎn)品市場(chǎng)副總鄭魁
在AI方面,Imagination推出了NNA(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器)等IP產(chǎn)品,已落地自動(dòng)駕駛、consumer等多個(gè)領(lǐng)域;在CPU方面,最新推出基于RISC-V的RTXM-2200,是其首款實(shí)時(shí)嵌入式的高度可擴(kuò)展的實(shí)時(shí)、確定性、32位嵌入式CPU;在GPU方面,基于PowerVR開拓性架構(gòu)除了出色的PPA,還具備強(qiáng)大的算力可拓展性。Power VR架構(gòu)走過30載,如今高算力IMG GPU已拓展至桌面、車載、高性能計(jì)算等多個(gè)新市場(chǎng)。
4、齊感科技刁勇:芯片+解決方案,助不同AI場(chǎng)景的應(yīng)用快速落地
齊感科技市場(chǎng)副總裁刁勇談道,AI產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)正在高速發(fā)展,目前較典型的AI應(yīng)用包括語音識(shí)別、自然語言處理、視覺應(yīng)用,其中視覺應(yīng)用是成長(zhǎng)最快速的。
▲齊感科技市場(chǎng)副總裁刁勇
智慧家居、智慧零售、智慧農(nóng)牧、機(jī)器人、智慧教育等落地場(chǎng)景,對(duì)AI視覺芯片有非常強(qiáng)的需求。對(duì)于AI視覺芯片公司來說,僅利用自己的經(jīng)驗(yàn)來應(yīng)對(duì)不同業(yè)務(wù)需求,可能會(huì)面臨很多的挑戰(zhàn)。對(duì)此,齊感科技以AI SoC芯片為核心,推出全套解決方案,來幫助客戶在設(shè)計(jì)相關(guān)產(chǎn)品時(shí)快速落地。
目前,齊感科技已經(jīng)推出兩代芯片平臺(tái)QG21、QG31,包含8顆芯片,并在此基礎(chǔ)上布局了智能網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、低功耗視覺應(yīng)用,智能門鎖、AI智能分析盒子、智能云臺(tái)、翻譯機(jī)等解決方案。
此外,很多不帶AI的攝像頭已經(jīng)部署應(yīng)用,但它們可能有實(shí)際上有升級(jí)、增加AI加速能力的需求,齊感科技的AI智能分析解決方案則給這些產(chǎn)品提供了升級(jí)路徑。
5、英諾達(dá)李曦:大型AI芯片驗(yàn)證平臺(tái),應(yīng)對(duì)芯片設(shè)計(jì)上云需求
算力成為半導(dǎo)體行業(yè)的新增長(zhǎng)點(diǎn),人們?cè)谧非蟾冗M(jìn)的制程工藝時(shí),IC設(shè)計(jì)成本隨之快速上升,芯片設(shè)計(jì)軟件EDA上云成為新趨勢(shì)。
英諾達(dá)市場(chǎng)與銷售總監(jiān)李曦談道,IC設(shè)計(jì)上云面臨數(shù)據(jù)安全、商務(wù)模式、技術(shù)支持等多重挑戰(zhàn)。EDA龍頭Cadence推出的Palladium硬件仿真加速器是業(yè)界較通用的硬件仿真器,支持百億門級(jí)的SoC全芯片驗(yàn)證;但它價(jià)格昂貴,安裝及維護(hù)要求高,中小公司往往難以負(fù)擔(dān)。
▲英諾達(dá)市場(chǎng)與銷售總監(jiān)李曦
為此,英諾達(dá)推出國(guó)內(nèi)首個(gè)基于且由Cadence獨(dú)家授權(quán)的Palladium的異構(gòu)云平臺(tái),在國(guó)內(nèi)搭建異構(gòu)機(jī)房以保證安全可控和數(shù)據(jù)快速傳輸,并將費(fèi)用降低到中小公司可負(fù)擔(dān)的范圍,目前已形成按需使用、按時(shí)收費(fèi)的商業(yè)模式。
同時(shí),該平臺(tái)也會(huì)提供機(jī)器故障診斷及維修、客戶配置初始調(diào)試、驗(yàn)證環(huán)境搭建等技術(shù)支持。在疫情期間,英諾達(dá)的云服務(wù)優(yōu)勢(shì)明顯,客戶的機(jī)器利用率保持在80%以上,不僅可以讓用戶持續(xù)推進(jìn)研發(fā)進(jìn)度,還可以讓用戶把更多精力放在體現(xiàn)其核心競(jìng)爭(zhēng)力的芯片設(shè)計(jì)上。
6、嘉楠科技湯煒偉:擁抱軟硬件開源生態(tài),算法平臺(tái)和倉(cāng)庫幫助輕松部署
“AI應(yīng)用的發(fā)展逐漸變得場(chǎng)景化、設(shè)備化、多樣化?!奔伍萍几笨偛脺珶槀フf。AI先起于云端,隨著技術(shù)不斷成熟、AI算法模型裁剪量化,AI芯片性能和性價(jià)比不斷提升,邊緣的AI算力變得更加普及。
▲嘉楠科技副總裁湯煒偉
邊緣AI計(jì)算設(shè)備形態(tài)多元化,這導(dǎo)致未來該領(lǐng)域的開發(fā)并不只在大公司,更多中小公司、個(gè)人開發(fā)者都會(huì)參與進(jìn)來。不過在開發(fā)過程中,開發(fā)者往往直面很多門檻,比如選擇芯片平臺(tái)、買不到芯片硬件、獲取開發(fā)資料和獲得支持等。在他看來,降低門檻最好的途徑就是開源。
因此,嘉楠科技采用RISC-V的通用處理器核架構(gòu),多代自研KPU架構(gòu),實(shí)現(xiàn)全流程的研發(fā)自主研發(fā),能夠?qū)﹂_源開放、快速迭代和客戶支持有更好支撐。近兩三年嘉楠科技已經(jīng)實(shí)現(xiàn)超200萬顆RISC-V AI芯片出貨。
另外,新的AI算法平臺(tái)和倉(cāng)庫計(jì)劃年底推出,該工具將極大降低AI開發(fā)門檻。在體驗(yàn)已有AI demo集的基礎(chǔ)上,開發(fā)者可空中升級(jí)新增的AI算法demo 以及算法二次開發(fā),并輕松優(yōu)化部署在硬件上。
嘉楠科技的AI工具鏈,軟件SDK等代碼和文檔已全面開源在Github等平臺(tái)上,以勘智Kendryte AI品牌呈現(xiàn)。
03.
存算一體核心力量集結(jié)!從小算力走向大算力
存算一體是當(dāng)前AI芯片領(lǐng)域最熱門的架構(gòu)創(chuàng)新方向。這個(gè)有望突破傳統(tǒng)算力瓶頸的創(chuàng)新賽道,不僅是國(guó)際芯片學(xué)術(shù)頂級(jí)會(huì)議的焦點(diǎn)話題,而且在產(chǎn)業(yè)界開始頻頻“吸金”,連獲各路資本的傾投。
下午,五位國(guó)內(nèi)存算一體AI芯片創(chuàng)企的創(chuàng)始人兼CEO齊聚GTIC 2022全球AI芯片峰會(huì)·存算一體芯片專題論壇,展示前沿架構(gòu)與落地進(jìn)展,探討高能效、低成本的可行之徑。
1、知存科技王紹迪:存內(nèi)計(jì)算芯片能效、成本優(yōu)勢(shì)明顯,WTM系列芯片率先布局生態(tài)
相比于傳統(tǒng)計(jì)算架構(gòu),存算一體更適合AI計(jì)算。利用歐姆定律乘法的計(jì)算原理,這種架構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)百萬級(jí)、千萬級(jí)并行計(jì)算,使得AI計(jì)算算力能效提升數(shù)倍到數(shù)十倍,相比CPU、GPU具備更高密度、更高并行度、更高能效、更大算力。
知存科技創(chuàng)始人兼CEO王紹迪談道,存算一體在成本、算力、功耗上有很大優(yōu)勢(shì),但還需要補(bǔ)齊通用型、工具鏈、精度。
▲知存科技創(chuàng)始人兼CEO王紹迪
知存科技已經(jīng)量產(chǎn)商用存內(nèi)計(jì)算SoC芯片WTM2101,AI算力達(dá)到50Gops,功耗僅5uA-3mA,主要應(yīng)用于可穿戴場(chǎng)景中的語音識(shí)別、語音增強(qiáng)、健康監(jiān)測(cè)等功能。未來5年內(nèi),還將發(fā)布更高算力芯片序列WTM8系列、WTM-C系列、WTM-S系列。
接下來,憑借存內(nèi)計(jì)算產(chǎn)品研發(fā)和商用的先發(fā)優(yōu)勢(shì),知存科技會(huì)持續(xù)投入算法體系、架構(gòu)創(chuàng)新與工具鏈、底層工藝三個(gè)層面,推動(dòng)存內(nèi)計(jì)算生態(tài)構(gòu)建。王紹迪表示,存內(nèi)計(jì)算未來也要擁抱Chiplet,將兼容性、能效做的更好。
2、蘋芯科技楊越:AI算力下沉?xí)r代,用SRAM突破“存儲(chǔ)墻”限制
進(jìn)入AI時(shí)代,算力正在下沉到移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)及AIoT終端,計(jì)算更加注重能耗及效率。
為了解決“存儲(chǔ)墻”問題,減少數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器與處理器之間的傳輸損耗,業(yè)界出現(xiàn)了CMOS加速器、近存計(jì)算、存內(nèi)計(jì)算等多種路徑。蘋芯科技聯(lián)合創(chuàng)始?兼CEO楊越認(rèn)為,在可實(shí)現(xiàn)存內(nèi)計(jì)算的多種存儲(chǔ)器技術(shù)中,SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)具有較大計(jì)算優(yōu)勢(shì)。
▲蘋芯科技聯(lián)合創(chuàng)始?兼CEO楊越
聚焦這一領(lǐng)域,蘋芯科技推出了SRAM數(shù)字存內(nèi)計(jì)算內(nèi)核,支持常見的定點(diǎn)/浮點(diǎn)運(yùn)算,能實(shí)現(xiàn)超5倍效率提升,納秒級(jí)讀寫延遲,無擦寫次數(shù)限制,并且能夠向高級(jí)工藝節(jié)點(diǎn)兼容,引入ADC-less設(shè)計(jì),從而實(shí)現(xiàn)精度無損效果。從內(nèi)核硬件到SoC產(chǎn)品,蘋芯科技在可掛載的PIM核、軟件構(gòu)建等方面加大布局,目前正在陸續(xù)推出NE002、NE003、PIMCHIP S230等幾款芯片。
權(quán)威報(bào)告顯示,2030年全球AI芯片市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到2021億美元。楊越說,蘋芯定位的市場(chǎng)不局限于AI識(shí)別算法,還覆蓋了包括降噪算法、SLAM算法、ISP算法等其他矩陣類運(yùn)算,目標(biāo)落地智慧可穿戴、機(jī)器人、工農(nóng)業(yè)智能化設(shè)備等領(lǐng)域。
3、億鑄科技熊大鵬:基于ReRAM的全數(shù)字化存算一體大算力芯片技術(shù)
AI芯片正在從通用CPU、專用加速器發(fā)展為存算一體階段,而馮·諾依曼架構(gòu)的存儲(chǔ)墻、能效墻、編譯墻正在阻礙AI芯片算力和能效比的持續(xù)發(fā)展。
億鑄科技創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)兼CEO熊大鵬談道,存算一體架構(gòu)在突破這些瓶頸上具有先天優(yōu)勢(shì)。目前實(shí)現(xiàn)存算一體架構(gòu)主要通過模擬、數(shù)模兩種方式。模擬能夠提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上的能效比,數(shù)?;旌夏懿糠纸鉀Q精度問題,不過這兩種方式會(huì)犧牲部分精度,同時(shí)數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換會(huì)帶來能耗、面積和性能瓶頸。
▲億鑄科技創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)兼CEO熊大鵬
為了突破上述瓶頸,億鑄科技基于ReRAM打造了全數(shù)字化存算一體AI大算力芯片技術(shù),通過數(shù)字化徹底解精度問題,在整個(gè)計(jì)算過程中,不受工藝環(huán)境的影響,實(shí)現(xiàn)高精度、大算力、超高能效比,切實(shí)將存算一體架構(gòu)應(yīng)用于大算力領(lǐng)域。
不同存儲(chǔ)介質(zhì)應(yīng)用在不同場(chǎng)景上各有優(yōu)劣勢(shì)。熊大鵬認(rèn)為,面向AI大算力場(chǎng)景,ReRAM是目前最合適的存儲(chǔ)介質(zhì)。億鑄選擇ReRAM的優(yōu)勢(shì)在于非易失、密度大、密度上升空間巨大、能耗低、讀寫速度快、成本低、穩(wěn)定、兼容CMOS工藝等特點(diǎn)。目前ReRAM的制造工藝已經(jīng)成熟,且已經(jīng)有ReRAM產(chǎn)品量產(chǎn)落地。
4、智芯科張鐘宣:解決AI落地中的“將大象塞進(jìn)冰箱”難題
杭州智芯科微電?創(chuàng)始?兼CEO張鐘宣說,千千萬萬的AI公司做AI落地,面臨“將大象塞進(jìn)冰箱”的問題。例如,一個(gè)手機(jī)的功耗不能超過5W,否則熱散不去,AI模型落地到手機(jī)上,就會(huì)損失很多效果。
▲杭州智芯科微電?創(chuàng)始?兼CEO張鐘宣
看到這一市場(chǎng)發(fā)展瓶頸,智芯科選擇基于SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)的存內(nèi)計(jì)算技術(shù),解決后摩爾時(shí)代的“大算力、低功耗”市場(chǎng)痛點(diǎn)。智芯科主要聚焦視覺處理芯片、GPNPU(通用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器)兩個(gè)落地方向。
張鐘宣談道,智芯科的視覺處理器AT700 AI CIM,int8能耗比達(dá)到10TOPS/W。AT700X Pre-ISP圖像增強(qiáng)能使算力超過20TOPS,同時(shí)功耗低于1W;落地網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)領(lǐng)域,能實(shí)現(xiàn)0.5~2W低功耗,算力達(dá)10~50TOPS(int8),實(shí)現(xiàn)暗光全彩效果;AT800 GP CIM是其代表性的邊緣AI處理器,采用12nm制程,int8能耗比達(dá)到30TOPS/W,幾乎達(dá)到當(dāng)下5nm同類芯片的水平。
在軟件方面,智芯科推出了一套AI工具流程,面向客戶提供網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、量化浮點(diǎn)達(dá)int8的算力服務(wù),并支持神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖形編譯、可執(zhí)行二進(jìn)制文件生成的相關(guān)硬件。
5、九天睿芯劉洪杰:基于混合信號(hào)SRAM存算一體,多模態(tài)傳感器協(xié)同
人機(jī)交互系統(tǒng)智能程度提升,帶來了傳感器數(shù)量、時(shí)間空間分辨率要求及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用規(guī)模的提升,對(duì)多維度數(shù)據(jù)同步采集、傳輸、處理、運(yùn)算和存儲(chǔ)操作的能效、面效和時(shí)效性能提出了更高的要求。
九天睿芯創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)兼CEO劉洪杰談道,基于SRAM的混合信號(hào)存內(nèi)計(jì)算能夠?qū)崿F(xiàn)更小的運(yùn)算單元、更高的能效,同時(shí)保持符合商用的精度,體現(xiàn)了該架構(gòu)良好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),在面積上,九天睿芯的產(chǎn)品大小僅為1.4x1.4平方毫米。
▲九天睿芯創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)兼CEO劉洪杰
混合信號(hào)SRAM存算一體同時(shí)結(jié)合模擬預(yù)處理和高性能ADC,九天睿芯使整個(gè)信號(hào)鏈更智能更高效率,這一架構(gòu)能打破傳感器端ADC速度和精度性能瓶頸,存算一體實(shí)現(xiàn)了NPU突破功耗瓶頸,因此適用于追求極致低功耗和低延時(shí)、高精度的場(chǎng)景。面向兩個(gè)應(yīng)用:1,VR/AR領(lǐng)域的未來應(yīng)用,基于混合信號(hào)SRAM感存算一體可幫助實(shí)現(xiàn)眼動(dòng)追蹤,以及VR/AR頭顯設(shè)備的超低功耗語音識(shí)別、SLAM同步定位與構(gòu)圖。2,集成模擬預(yù)處理或高速ADC與存算一體的車用傳感器端(視覺,激光雷達(dá)等)的低延時(shí)低功耗高集成度處理。
04.
鍛造新型計(jì)算鑰匙,打開通用智能未來之門
在后摩爾時(shí)代,AI芯片日漸面臨來自器件、工藝、架構(gòu)、能耗、成本等諸多芯片設(shè)計(jì)與制造層面的挑戰(zhàn)。同時(shí),盡管深度學(xué)習(xí)算法的落地愈發(fā)廣泛,產(chǎn)學(xué)界仍在探索實(shí)現(xiàn)通用智能的更多可能路徑,這要求AI芯片從底層架構(gòu)創(chuàng)新,來應(yīng)對(duì)主流AI算法變化的不確定性。
除了存算一體方興未艾,還有幾類新型計(jì)算架構(gòu)走出學(xué)術(shù)象牙塔,走向產(chǎn)業(yè)化。在新型計(jì)算技術(shù)專題論壇上,類腦計(jì)算創(chuàng)企代表靈汐科技、光子計(jì)算創(chuàng)企代表曦智科技、量子計(jì)算創(chuàng)企代表玻色量子發(fā)表主題演講,分享他們?nèi)绾瓮ㄟ^將前沿技術(shù)轉(zhuǎn)化落地,闖向AI計(jì)算加速的“無人區(qū)”。
1、靈汐科技華寶洪:類腦芯片已量產(chǎn)落地,異構(gòu)融合成新趨勢(shì)
靈汐科技副總經(jīng)理華寶洪認(rèn)為,類腦計(jì)算是后摩爾時(shí)代顛覆性戰(zhàn)略技術(shù),已成中美歐科技競(jìng)爭(zhēng)必爭(zhēng)之地。這一方法受人腦啟發(fā)產(chǎn)生,是一個(gè)融合生物腦科學(xué)原理和計(jì)算機(jī)科學(xué)原理的計(jì)算系統(tǒng),具有近似計(jì)算、抗噪音、稀疏、時(shí)空相關(guān)性等特點(diǎn)。
▲靈汐科技副總經(jīng)理華寶洪
華寶洪說,異構(gòu)融合是類腦計(jì)算的發(fā)展趨勢(shì)。靈汐科技的相關(guān)成果于2019年登國(guó)際學(xué)術(shù)頂刊《自然》封面,基于此靈汐科技已流片和量產(chǎn)了邊端首款商用類腦芯片Lynchip KA200,兼容人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),采用12nm制程,支持25萬神經(jīng)元、2500萬突觸,稀疏模式支持200萬神經(jīng)元,DNN算力達(dá)到32TOPS(int8),16TFLOPS(FP16),功耗范圍在1-14瓦,運(yùn)行ResNet50-64、yolo5等主流網(wǎng)絡(luò)時(shí),芯片在能效比和性價(jià)比遠(yuǎn)高于NVIDIA T4。
目前靈汐科技的類腦計(jì)算芯片已經(jīng)用于腦科學(xué)和類腦計(jì)算,同時(shí)也覆蓋安防、機(jī)器人、無人機(jī)等傳統(tǒng)AI應(yīng)用領(lǐng)域。
2、曦智科技胡永強(qiáng):光電混合,重新定義算力基建
半導(dǎo)體工藝從硅基時(shí)代的10μm工藝發(fā)展到3nm工藝,進(jìn)入后摩爾時(shí)代,企業(yè)開始探索光子計(jì)算、量子計(jì)算、存內(nèi)計(jì)算的發(fā)展。曦智科技全球副總裁胡永強(qiáng)談道,光子計(jì)算的底層優(yōu)勢(shì)是低延遲、低能耗、高通量。與電傳輸相比,光信號(hào)以光速傳輸,能實(shí)現(xiàn)微米至百米級(jí)的TB級(jí)數(shù)據(jù)傳輸能力。
▲曦智科技全球副總裁胡永強(qiáng)
基于光子矩陣計(jì)算oMAC、片上光網(wǎng)絡(luò)oNET、片間光網(wǎng)絡(luò)oNOC的三大光核心技術(shù),曦智科技打造了光子計(jì)算和光子網(wǎng)絡(luò)兩大產(chǎn)品線。
相比于電子芯片,光的計(jì)算單元并行能力很強(qiáng),可以利用波分復(fù)用同時(shí)計(jì)算多路數(shù)據(jù),同時(shí)獲得更高的能效比以及極低的計(jì)算延遲,且對(duì)工藝制程的要求也更低。此外,片上光網(wǎng)絡(luò)oNOC技術(shù)將CMOS硅電子芯片堆疊在光芯片上,這種光電技術(shù)能通過光波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)高帶寬、低能耗、低延遲的chiplet網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方案。
去年,曦智科技發(fā)布了第二代光計(jì)算處理器PACE,采用64x64光學(xué)矩陣乘法器,單個(gè)光子芯片中集成超過10000個(gè)光子器件,其運(yùn)行特定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算速度可以達(dá)到目前高端GPU的數(shù)百倍。今年下半年,曦智科技將推出全球首顆基于oNOC技術(shù)的光電混合3D封裝AI加速計(jì)算芯片,并搭載自研軟件棧。
3、玻?量??凱:光量子芯片正從理論優(yōu)越性走向?qū)嵱脙?yōu)越性
量子計(jì)算代表著下一代算力的重要突破方向。在量子計(jì)算世界中,運(yùn)算的基本單元是量子比特,它的基本狀態(tài)是0和1的疊加。對(duì)N個(gè)量子比特進(jìn)行一次操作,相當(dāng)于對(duì)經(jīng)典比特進(jìn)行2的N次方次操作。這體現(xiàn)了量子計(jì)算機(jī)的巨大運(yùn)算潛力,可應(yīng)用于模擬、優(yōu)化、機(jī)器學(xué)習(xí)、密碼學(xué)等方向。
玻色量子創(chuàng)始人兼CEO文凱分享說,光量子計(jì)算是商用化量子計(jì)算機(jī)的新形態(tài),目前正從空間光發(fā)展到集成光學(xué)芯片,從理論優(yōu)越性走向?qū)嵱脙?yōu)越性。比如中科大“九章”去年研制的113個(gè)光量子的“九章2.0”完成了高斯玻色采樣計(jì)算實(shí)驗(yàn),比經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)快了大約10的24次方倍,驗(yàn)證了量子計(jì)算的理論優(yōu)越性。近年來,北京大學(xué)王劍威團(tuán)隊(duì)、美國(guó)PsiQuantum公司,加拿大Xanadu公司等都進(jìn)行了光量子計(jì)算芯片化的相關(guān)探索。
▲玻色量子創(chuàng)始人兼CEO文凱
創(chuàng)立于2020年底的玻色量子是一支來自斯坦福大學(xué)、麻省理工、清華大學(xué)、中科院等學(xué)府的團(tuán)隊(duì),多年研究基于DOPO(簡(jiǎn)并光學(xué)參量振蕩器)的相干量子計(jì)算方案,并在量子神經(jīng)元生成芯片、通用光量子計(jì)算芯片等方向展開了攻關(guān)。
目前,玻色量子已推出第一代“天工”光量子計(jì)算驗(yàn)證平臺(tái),在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)25節(jié)點(diǎn)任意相連可編程的MAX-CUT問題的優(yōu)化求解驗(yàn)證,能在50微秒內(nèi)在3000多萬種可能性中篩選出4個(gè)最優(yōu)解之一。在商業(yè)化場(chǎng)景應(yīng)用上,玻色量子在金融、交通、生物制藥等方面也都實(shí)現(xiàn)了突破。
05.
結(jié)語:AI芯片長(zhǎng)坡厚雪,奔向智能計(jì)算未來
在這場(chǎng)AI芯片盛宴上,我們看到技術(shù)創(chuàng)新的力量依然熠熠生輝,從競(jìng)逐有效算力到聚焦解決現(xiàn)實(shí)問題,許多創(chuàng)新方案提供了更多破解AI芯片瓶頸的差異化思路,多個(gè)創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)積淀的AI芯片實(shí)力也開始厚積薄發(fā)。
同時(shí),我們也看到,無論是大算力還是小算力的AI芯片,無論是相對(duì)成熟的領(lǐng)域?qū)S眉軜?gòu)、通用GPU,還是存算一體、類腦計(jì)算、光子計(jì)算、量子計(jì)算等前沿技術(shù)路線,都有越來越多的高性能產(chǎn)品走向規(guī)?;慨a(chǎn)與商用落地。
隨著疫情得到有效控制,行業(yè)秩序逐步恢復(fù),面對(duì)智能化、數(shù)字化、電動(dòng)化帶來的海量數(shù)據(jù)計(jì)算需求,承載著智能計(jì)算核心動(dòng)力的AI芯片產(chǎn)業(yè),繼續(xù)快速奔跑,未來市場(chǎng)發(fā)展空間廣闊。
我們希望GTIC 2022全球AI芯片峰會(huì)成為前沿技術(shù)交流和產(chǎn)業(yè)落地對(duì)接的平臺(tái),通過邀請(qǐng)各條細(xì)分賽道極具代表性的AI芯片企業(yè)們同臺(tái),共同譜出AI芯片產(chǎn)業(yè)的最強(qiáng)音。
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