刚刚！地平线发布全新一代AIoT芯片「旭日3」，MAPS重新定义AI芯片效能

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  新智元报道  

编辑：白峰、马钊

仅用10年，ARM完成对X86的「反杀」

1978年，英特尔发布了新款16位微处理器「8086」，X86架构诞生。

在随后40年的发展史中，X86架构处理器凭借着复杂指令集和最先进的制程工艺带来的强大性能，从桌面转战笔记本、服务器、超级计算机、便携设备，成为CPU行业最强大的技术路线。

转折点出现在2010年。

传奇的iPhone 4发布，极大的推动了移动互联网的发展，智能手机的需求也随之快速飙升。由于受到电池容量的限制，智能手机在选择芯片时更追求能耗比，采用精简指令集、注重功耗设计的ARM架构芯片成为手机行业的首选。

根据Gartner的数据，2019年全球PC出货量为2.61亿台，全球智能手机出货量为15.4亿部。从应用数量上，追求效能的ARM架构处理器已经远远超过了X86处理器，昔日丑小鸭完成了逆袭。

CPU行业上演了30年的技术路线竞争如今在AI芯片行业也在上演。

目前AI芯片主要的技术路线有三种：GPU（图形处理器）、FPGA（现场可编程门阵列）、ASIC（专用集成电路）。

    图片来源：hanniman

GPU是由大量核心组成的大规模并行计算架构，专为同时处理多重任务而设计。因良好的矩阵计算能力和并行计算优势，具备较高性能运算速度，最早被用于AI计算，在数据中心中获得大量应用。

FPGA是一种半定制电路，用户可以自由定义门电路和存储器之间的布线，改变执行方案，以期得到最佳效果。与GPU相比，FPGA因其相对的灵活性，具备更强的平均计算能力和更低的功耗。

ASIC是一种为专用目的设计的，面向特定用户需求的定制芯片，在大规模量产的情况下具备性能更强、体积更小、功耗更低、成本更低、可靠性更髙等优点。

AI芯片根据部署的位置又分为云端芯片和终端芯片，云端芯片追求更高的性能，终端芯片由于部署场景千差万别，更追求对于环境的适应以及能耗比的设计，所以更多地使用ASIC类似的定制芯片。

GPU和ASIC会不会重演X86和ARM架构的故事，很值得玩味。

如今，在5G和物联网的推动下，终端智能设备呈现爆炸式增长的态势，数据量也开始激增，基于ASIC的边缘AI计算似乎能更好地应对这种计算挑战。

要想把AI计算从云端带到边缘端，核心并不是算法，而是足够平价高效的计算平台。把软件和硬件结合在一起，做自己的边缘AI计算芯片，将大有可为。

刚刚，地平线创始人兼CEO余凯发布了全新一代AIoT边缘AI芯片，旭日3。

凭借对AI的深入理解，地平线能够对重要应用场景中的关键算法发展趋势进行预判。

旭日3就是这样一款紧跟算法演进潮流，将其计算特点融入到架构设计当中的芯片。

与其它典型的AI芯片相比，地平线的AI芯片始终能够保持相当高的有效利用率，将算法创新的优势发挥到极致。

目前在图像分类任务上，旭日3可以有效适配Google提出的EfficientNet等最先进的网络，性能超越业内领先的11.4TOPS算力的芯片。

旭日3如何优化在真实场景下的效能？

目前，主流的芯片AI性能测试基准是MLPerf，MLPerf由谷歌、英特尔等联合发起，用于测量和提高机器学习软硬件性能的通用基准，主要用来测量训练和推理不同神经网络所需要的时间。

如果目前的算法不发生大的变化，对于AI系统的评估和优化，MLPerf已经提供了一个相对完备和公平的方法。

地平线联合创始人兼技术副总裁黄畅表示：

「如今算法演进速度远超硬件改进速度，致使评估芯片AI性能的方法与算法发展之间存在脱节的现象」。

应用场景的差异和具体实现多种多样，MLPerf虽然大而全，但不能评估特定场景下AI芯片的真实效能。

这时地平线提出了一个新的芯片AI效能评估标准MAPS(Mean Accuracy-guaranteed Processing Speed) ，MAPS将在应用场景中最常见的精度保障范围内，考察每颗芯片的平均处理速度，能真实地反应每一款芯片在不同应用场景下的特点。

借助MAPS，地平线能够为不同的AI任务寻找到效率更高、配适度更好的网络模型，将旭日3特定场景下的效能发挥到最佳。

软硬兼施，芯片AI性能极其出色，还提供全系列AI解决方案。

地平线希望提供一种全新视角，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。

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，使得客户可以充分发挥算力。在SoC处理器的基础能力之上，旭日3提供了4核A53，4K@60fps的编解码能力，强大的ISP效果，在行业内具有很强的竞争力」。

采用16nm先进工艺的旭日3，只需2.5W的功耗，就能够达到等效5TOPS的标准算力。

在提供AI芯片的同时，地平线凭借自身对于AI的前瞻性理解，还积极帮助用户优化算子，设计更优的网络结构，并提供算法技术支持。

除了专业的算法支持，地平线还打造了更平民化的「天工开物」（Open Explorer）工具链，提供非常丰富的例子、文档，可全面降低用户的开发成本，支持AI产品快速落地。

地平线的AIoT边缘计算芯片已经日趋成熟，配套算法也在持续演进，与「天工开物」工具链一同构建起了底层计算平台。

有了扎实的基本功，地平线就有了赋能行业的底气。

地平线将算法，训练平台等中间件开放出来，开发者可以利用这些中间件，快速构建产品，实现AI应用落地。

AIoT作为各大传统行业智能化升级的最佳通道，已经成为物联网发展的必然趋势，要让AIoT真正走进千家万户，仅仅依靠一款算力优异的芯片还不够，接下来要做的就是盘活整个生态。

今天的发布会上，智能物联网行业知名企业利尔达集团总裁陈凯宣布同地平线达成战略合作，利尔达是物联网嵌入式行业的领军企业，而地平线旭日3边缘AI芯片高效能、低功耗的优势，将为终端智能设备注入强劲AI算力。

地平线还与OPEN AI LAB在教育等领域展开深度合作，未来会联合推出面向高校智慧交通和无人驾驶等领域的整体解决方案。

地平线AIoT产品线总经理王丛说：「地平线并不仅仅是芯片提供商，而是AI芯片应用落地的生态赋能者」。

诚如其言，地平线不仅在芯片、算法方面日益精进，同时还将自己积累的技术和经验开放给行业客户、开发者，AIoT生态赋能者的大旗，地平线扛过来了。