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| 本文作者： 包永刚 | 2020-09-09 22:45 |
AIoT芯片的能力近来持续提升。目前，业界大部分的AIoT芯片都采用28nm制造工艺，AI性能在1-4TOPS之间。本月初，瓴盛科技发布了一款用11nm打造的AIoT芯片，功耗大幅降低，提供2TOPS的AI性能。
9月9日，地平线发布其第三代AIoT芯片旭日3M和旭日3E，不仅采用先进的16nm工艺，高端的旭日3M能够在2.5W的典型功耗下达到等效5TOPS的标准算力。
旭日3的工艺和AI性能都显著高于大部分AIoT芯片，但有意思的是，地平线在上月雷锋网的一场活动中首提出的AI芯片评测方法——MAPS (Mean Accuracy-guaranteed Processing Speed，在精度有保障范围内的平均处理速度)，就是希望业界评价AI芯片时不要盯着峰值算力。
旭日3在MAPS体系下的表现又如何？
AI性能高达5TOPS的AIoT芯片
地平线创始人兼CEO余凯接受雷锋网等媒体采访时表示：“我们希望用MAPS去展现AI芯片客观、真实的AI算力，而不是虚无缥缈的峰值性能TOPS。”
地平线创始人兼CEO余凯（左）、地平线AIoT产品线总经理王丛（右）
MAPS的评测方法由地平线提出，是要关注AI性能本质的做AI任务的速度和精度，即‘多快’和‘多准’，将每颗芯片在‘快’和‘准’这两个关键维度上的取舍变化直观地展现出来，并在合理的精度范围内，评估芯片的平均处理速度。
那旭日3M的AI性能为何高达5TOPS？地平线AIoT产品线总经理王丛表示：“地平线对重要应用场景中的关键算法发展趋势进行预判，5TOPS就是考虑了未来应用场景的需求。“
AI性能超高的旭日3在MAPS评价体系下也表现抢眼。根据地平线给出的数据，旭日3可以有效适配Google提出的EfficientNet系列网络，性能可以超越业内领先的11.4TOPS算力的芯片。
旭日3系列分为3M和3E，均采用台积电16nm工艺。面向中高端市场的旭日3M搭载四核Arm Cortex-A53 CPU，2个地平线BPU架构NPU，等效算力为5TOPS，DDR（双倍速率）为3200Mbps；定位低端市场的旭日3E内置双核Arm Cortex-A53 CPU，同样包含2个BPU架构NPU，等效算力为3TOPS，DDR为2666Mbps。
旭日3M能够提供5TOPS AI算力的关键在地平线自研的AI专用计算架构BPU（Brain Processing Unit）。
地平线联合创始人兼技术副总裁黄畅说：“旭日3的AI性能极其出色，特别是在最新的边缘侧深度网络下有非常好的优化效果，使得客户可以充分利用芯片算力。在SoC处理器的基础能力之上，旭日3系列匹配强大的CPU、编解码、ISP能力，并且提供两种规格，以满足不同的市场需要，在行业内具有很强的竞争力。”
具体而言，旭日3能够高效处理4-8路不同分辨率的多Camera输入与精确同步，同时还支持多种图像后处理，例如畸变矫正、拼接、放缩等，并支持4K@60fps的图像处理。
ISP方面，通过先进的ISP处理算法，使得旭日3在处理宽动态、低照度的场景下，能够得到更高质量的图片。
安全性也是旭日3的亮点，其有高级别的硬件安全保护机制，能够确保非法软件无法在旭日3上运行，同时还支持模型自动加载和内存隔离机制。并且，旭日3芯片还提供完善灵活的授权管理服务，不仅支持远端在线授权和离线授权，还支持授权模板自定义、授权码发放、账户权限管理和授权审计等服务。
接口对于一款SoC也非常重要，据悉，旭日3提供包含USB3.0、MIPI-DSI、I2S、I2C等丰富的外设接口。
硬件只是基础，软件和开发平台和生态也是AI芯片成功的关键。
开放平台应对AIoT市场多样化需求挑战
“很多客户仍采用学术界较为传统的网络模型在做训练，这些传统网络需要花费更大的算力资源才能跑出新型网络下同样精度的效果。”黄畅说，“地平线希望提供一种全新视角，帮助客户为不同的AI任务寻找到效率更高、配适度更好的AI芯片和网络模型。“
为此，地平线推出了“天工开物“AI开发平台，主要包含AI芯片工具链、AI应用开发中间件、模型仓库和客户自建闭环四大模块：
AI芯片工具链环节提供模型量化训练、量化转换、编译工具和预测库等，最多可为用户节省50%算法研发成本。
AI应用开发中间件包含流式搭建AI应用、自动化模型调度机制和可复用的AI策略模块等，最高可节省50%的工程研发成本。
模型仓库提供业界流行的模型、自研模型与最佳实践模型，最多能够节省70%的算法研发费用和90%的训练成本。
这对于应用场景丰富，但单个应用需求量较少的AIoT市场具有重要价值。地平线AIoT产品线总经理王丛说：“经过几年的业务探索与技术积累，认识到客户看重产品的交付和快速落地能力，更需要构筑差异化能力建立自己的‘护城河’，所以地平线将积淀多年并经过应用落地验证的技术组件‘白盒’开放出来，其中包括中间件，参考算法，应用参考设计，算法训练平台等，帮助客户进一步加速AI落地。选择地平线不仅是选择一颗芯片，而是选择 AI 时代的长期伙伴。”
据悉，伴随旭日3推出的参考方案可应用于智能会议、智能家居、交互机器人、车载后装、通行考勤等诸多应用场景。
余凯接受采访时也表示：“2018年左右，我们就明确自己的定位是底层赋能，提供核心和芯片和软件，不会和我们的客户竞争，以开发者和合作伙伴生态双轮驱动。”
双轮驱动是3年内千万级出货量的保证？
地平线想要打造的是一个多层次、多维度、多样性的开放生态体系。开发者生态方面，地平线希望依托开放易用的“天工开物”AI开发平台，一站式AI开发者社区和AI加速营开发者扶持计划，向开发者提供加速AIoT应用孵化的全链条支持，实现AI应用的更多探索创新。
地平线合作伙伴生态的建设就是要坚持底层技术能力研发与解决方案的打造，面向AIoT垂直场景，由线及面应用到各行各业。
“在打造合作伙伴生态生态的时候，对于那些不具备软件能力的方案上，我们一方面会提供软件服务，需要特殊的定制化服务业可以做。也就是说，我们坚持底层技术的研发，但客户需要的时候我们可以提供任何层面的服务。”余凯表示。
生态的建设是一个长期的过程，既需要AI芯片的持续迭代满足AI算法需求，保持较高的性价比，更需要易用的软件吸引越来越多的开发者，越来越广泛地应用到不同领域才能实现生态的繁荣强大。
据悉，前两代旭日AIoT芯片出货累计达到了百万级，2021年，地平线计划推出旭日5。地平线预计未来3年内可以实现千万级出货，这也就意味着地平线的芯片会应用到消费电子领域。
接下来，地平线会继续与利尔达、OPEN AI LAB（开放智能）等生态合作伙伴一起，将旭日芯片应用到更多领域，尽早实现千万级出货的同时推动AIoT的发展。雷锋网
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