阿里入局 AI+AR 眼镜，为雷鸟创新独家定制眼镜版大模型
行业观察
|
2017-11-01
功耗问题让智能音箱离不开固定电源，而这家国产 AI 芯片商的方案值得看
17 年杭州国芯，发布了低功耗、高集成的物联网 AI 芯片。
相对于产品公司，芯片设计和系统方案厂商较少的出现在媒体的视线。相对于在 AI 领域创业的名声在外的 Rokid 公司，同在杭州的杭州国芯多年从事数字电视、家庭多媒体及人工智能领域的芯片设计和系统方案开发，是 Rokid AI 硬件产品的芯片方案提供商。
11 月 5 日，杭州国芯的携手合作伙伴思必驰、Rokid、Cadence，在深圳举办了一场物联网 AI 芯片的发布会，正式推出适合音箱、家电、玩具、车载等 AI 产品的 GX8010 物联网人工智能芯片。
在 16 年数字电视、家庭多媒体的行业基础上，用一年半时间打造一款物联网人工智能芯片
成立于 2001 年的杭州国芯从一开始便投身数字电视、家庭多媒体领域，于 2016 年初正式成立 AI 事业部，着手人工智能芯片的研发，耗时一年半的时候最终完成这款芯片。
杭州国芯表示，研发这款芯片的主要原因是，一方面是 AI 这一发展趋势的推动，另一方面是拓展自身业务的需要。
芯片体积虽��，但集合了设备所需要最底层、最核心的技术。16 年音、视频行业芯片研发能力给杭州国芯奠定了这一重要基��，此次芯片打造对他们来说也是技术研发、整合能力上的延续。
同时，相比刚起步的初创企业，杭州国芯依靠多年的行业积累成为了全球机顶盒芯片供应商之一，已形成了自身特定主营业务收入，因此敢于投身研发周期普遍较长的芯片业务。
此外不得不说的是，智能音箱的火爆也对这款芯片研发起到一定启示作用：不同于普通的家电设备，智能音箱要保持待机状态以及时响应的用户的指令和需求，高功耗也正是目前智能音箱普遍要插电使用的原因。针对这方面，国芯也提出了相应的解决方案。
GX8010 物联网人工智能芯片：支持离线、低功耗、低成本
在这次发布的 GX8010 物联网人工智能芯片上，主要集成了由杭州国芯自主研发的神经网络处理器、指令集及编译器等核心技术。相比传统物联网芯片，GX8010 具备以下几点优势：
1 本地离线神经网络计算
GX8010 中内置了国芯自主研发的 gxNPU 神经网络处理器，支持 DNN、CNN、LSTM 等当前主流的各种模型，大大提高了神经网络运算的效率。
其中，国芯设计的神经网络压缩引擎 NCompressor，利用神经网络中的数据稀疏特性进而压缩计算权重，在几乎不影响精度的情况下，实现 6 ~10 倍的压缩效果。使得计算时需要的内存和带宽更少。
针对压缩国芯还提供了编译工具，可以一键实现模型的量化压缩，然后通过芯片中的硬件引擎解压，无需重训练和额外处理。另外，和编译压缩工具一起，国芯还发布了全套神经网络开发 SDK，只需简单散步，就能完成模型从服务器到芯片的部署。
2 高集成、低成本
GX8010 芯片集成了 Cadence Tensilica 最高阶的语音 DSP Hifi-4，该专为智能语音设计的 DSP 可高效地进行各种语音信号处理计算。同时在这颗 DSP 上，国芯正在与思必驰、Rokid 等语音算法公司合作，将他们的算法移植进来，合作推出低成本、低功耗的整体语音解决方案。
除了语音系统外，GX8010 还构建了视觉系统，支持 1080P 摄像头输入，图像预处理，MJPEG 编码等模块。
高集成度的 GX8010 使得产品所需的外围器件减少，从降低 BOM 成本，尤其是在智能音箱、语音交互模块等语音应用领域。
3 功耗低
物联网产品的一大难点应用在于体积较小、场景多样，这就对产品功耗有更高的要求。针对这一点，国芯提出了以下解决方案：
在动态功耗上，GX8010 芯片利用多核异构的优势，合理安排每个模块（即包括 CPU、DSP、NPU、MCU 等）的工作频率和启停时机，让芯片在高效运转的同时保持低功耗。据国芯表示，在离线语音交互的场景下全速运行，GX8010 的功耗可以做到 0.7W 以内。
待机方面，GX8010 采用了多级唤醒机制，可以根据是否有声音、是否有人声，是否是关键词这多个等级来做硬件划分，逐级唤醒系统。这一机制既保证了语音助手能实时响应指令，又能大幅延长设备的续航。据测试，GX8010 可以在 0.05W 的待机功耗下实现语音唤醒，远低于市面上的其他芯片。
重点应用领域：可离线使用的智能音箱、智能玩具、有智能化需要的设备
据国芯表示，国芯这款 GX8010 芯片重点应用领域包括以下几类：
智能音箱（包括电池供电、可离线使用的）。低功耗芯片使得智能音箱能够摆脱暂时性的线缆束缚，并被应用到户外。
有智能化升级需要的设备，包括电视、机顶盒、家电等。针对这类已拥有较成熟的软硬件体系的设备，国芯在 GX8010 的基础上推出了一个裁剪版的型号 GX8008，可以让传统的设备保留其原先硬件的基础上，通过一个简单的 USB 口实现语音能力的升级。
兼具语音与视觉的智能玩具方案，如智能玩具和幼教市场。
作为芯片供应商，国芯将会与客户共同就产品以及方案进行打磨。预计该 GX8010 芯片将于年底陆续出货，第一款基于该芯片打造的产品也将于明年初面世。
目前更看重的是产品落地
从成立至今，国芯已经走了将近 17 个年头，公司拥有 200 多号员工，其中研发人员所占的比例为 80%。对国芯来说，这次涉足物联网人工智能芯片是他们向这个产业迈出的第一步。
接下来，国芯将会加大对该芯片语音、图像技术能力上的投入，并根据实际中发现的问题改进产品。
在市场方面，比起走量，国芯更注重芯片在产品上的真正落地：「比起移动互联网，物联网涉及更多的设备及应用场景，球盟会登录入口网页版希望各家能够发挥各自的创意，从让这款芯片辐射到多样化的产品中去，以爆品带动这个产业，实现从万物互联到万物智能。」■
题图：杭州国芯 CEO 黄智杰
主笔：Jes @球盟会登录入口网页版
