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              AIoT芯片行業小步快跑,“萬物互聯”向下一層

              來源: 作者: 時間:2021-06-21

              本文來自微信公眾號“InfoQ”(ID:infoqchina),作者:張俊寶,36氪經授權發布。

              或許你看到過這樣的視頻或者場景描述:當你下班回家,疲憊地推開家門,伴著智能管家的問好聲,燈光漸次亮起。人之所至,只需一句口令,家居產品智能聯動,家庭氛圍一鍵切換。體驗度高,驚喜感明顯,全屋智能家居的理念因此在近些年持續火熱。在全屋智能場景實現的背后,是 AIoT 芯片作為“大腦”在不間斷地工作。

              這是普通消費者可以直觀感受到的“萬物互聯”。對于技術人而言,實現“萬物互聯”意味著需要從芯片 IP 設計溯源,以開放的姿態不斷創新?!叭f物互聯”的概念經過二十多年的發展,近兩年看起來被談及的少了。事實并非如此,如今“萬物互聯”的理念已經深化到具體的行業場景,如工業互聯網、智能安防、智能家居、醫療保健等。市場對于這項理念的關注,在人工智能的浪潮下,已不止于產品層,深入到技術層面。

              1 物聯網市場規模增速不減,AIoT 芯片需求遍地開花

              “智能”一詞引發了芯片行業乃至半導體產業上下游的迭代。得益于物聯網行業的快速發展,如今芯片和云計算被業內普遍認為是支撐中國產業數字化轉型的主要推力。在極術社區的 AIoT 知識專題可以看到,一枚芯片,從設計到流片再到應用,關乎產業鏈上下游的環環相扣的協同。在萬物有“芯”的當下,碎片化的市場需求和生產工藝突破的長周期,成為 AIoT 芯片行業普遍面臨的問題。

              物聯網行業的發展直接促進了 AIoT 芯片產業的爆發。從 2010 年被國家正式列為首批培育的七大戰略性新產業之一,11 年后的今天,中國物聯網行業的市場增速在全球范圍內處在領先位置。IDC 近日公布的數據顯示,2020 年全球物聯網支出達 6904.7 億美元,其中中國市場占比 23.6%,預計到 2025 年市場規模占比將增至 25.9%,位居全球第一。TransformaInsights 預測,2030 年全球物聯網市場規模將達到 1.5 萬億美元。

              這組數據背后,AIoT 芯片需求越來越廣泛。不局限在傳統意義上的電子產品上,從智能門鎖到掃地機器人再到新能源汽車,從智能家居到全屋智能,行業智能化轉型已從表層的硬件使用走到底層系統上的協同統一。不止于從智能音響切入,凡是聚集了大量人與信息交互的重要場景,都是物聯網上下游相關行業企業不舍放棄的蛋糕。

              智能安防 AIoT 終端設備需求也在持續增長。國泰君安數據顯示,AIoT 賦能智慧安防,核心產品 IPC SoC 需求保持 22% 增速;汽車與工業 AIoT 市場進入提速期。TransformaInsights 預測,2030 年全球物聯網接入設備超過 254 億個。如今,AIoT 芯片市場的發展和物聯網市場的發展趨勢呈正相關。

              2 面向應用場景,專有場景應用芯片顯現優越性

              所有技術的終點都是落地應用,產生應用價值。在 AIoT 技術生態社區“極術社區”中可以了解到:從 2018 年開始,越來越多的應用場景把 AI 計算從云端向終端設備遷移,無論在安防、交通、制造、醫療還是自動輔助駕駛、智能家居等領域,數以億計的設備都將智能化升級。

              在市場需求爆發式增長、產業鏈趨于完備、產業政策持續紅利的背景下,人工智能行業的發展方向面向應用場景,需要越來越多從邊緣到端的 AI 處理能力。近 5 年來,面向專有場景的芯片需求也在不斷攀升。

              基礎層通用芯片以芯片功能分類,而專有場景應用芯片分為消費物聯網場景、工業物聯網場景和汽車場景、5G 通信場景等。距離“可實現”最近的場景,也最受市場追捧。專有場景應用芯片的優越性,在于保持平衡,有所側重地降低功耗和成本,同時滿足算力和跨設備形態的芯片設計需求。

              專有場景上,嵌入式芯片的應用就相對普遍了。中國信息通信研究院于今年 4 月發布的《中國數字經濟發展白皮書》顯示,2020 年嵌入式系統軟件收入增長加快,實現收入 7492 億元,同比增長 12%,較上年提高 4.2 個百分點,占全行業收入比重為 9.2%;嵌入式系統軟件已成為產品和裝備數字化改造、各領域智能化增值的關鍵性帶動技術。

              嵌入式人工智能硬件主要要求更快指令周期和低功耗,包括 GPU、DSP、神經芯片等和深度學習算法的結合。由于面向的應用場景訴求多樣,嵌入式 AIoT 依然面臨面臨運算能力、功耗和散熱三大挑戰。落地到實際應用,不僅對這三大問題要求更加嚴格,基于不同的深度學習框架,不同嵌入式芯片的部署和運行環境都需要統一。嵌入式設備真正實現智能化,才能真正讓 AloT 發揮出應有的價值。

              3 開放與共贏,促進 AIoT 芯片技術生態合作創新

              華為、百度、阿里、小米、聯發科...... 我們所熟知的科技巨頭早就在 AIoT 芯片有所布局,應用領域從智能電視、語音交互、自動駕駛、安防到無線通信不等。AIoT 芯片行業早就成了實現“萬物互聯”的必爭之地。

              智能產品在消費端的熱度,反饋到產業鏈的方方面面。深度學習解決方案“周易”,就是安謀中國聚焦 AloT 市場的表現。脫胎于全球領先的半導體 IP 供應商,安謀中國至今已運營了三年,確立三條產品線:周易 AIPU、山海平臺安全解決方案和星辰處理器?!爸芤?AIPU“面向智能家居,安防,手機,車載及云端領域。目前,“周易”已經推出兩代產品,分別是面向邊緣計算通用的 AI IP“周易”Z1 和面向邊緣計算中高性能場景的“周易”Z2。

              周易 AIPU 從底層指令集到上一層的人工智能處理單元,都是面向深度學習,功能實現訴求是高性能、低功耗和安全。在分類上,周易 AIPU 分出通用算力和專用算力兩個部分,靈活面向視覺、語音、視覺檢測、視覺分類等不同的人工智能應用場景。

              雖然處在產業鏈最上游,但依然需要考慮行業發展的協同性,一方面是合作伙伴聯盟,另一方面是專用芯片的設計方向始終是應用市場?!爸芤住辈捎米灾餮邪l的 AI 處理器 AIPU 以及 SDK,和中國生態合作伙伴共同開發了 Tengine 人工智能軟件框架,適用 ArmCPU、MaliGPU 和第三方 AI 處理單元。安謀中國 AI 技術高級市場經理吳彤也曾表示,作為一家生態型公司,安謀中國一直在思考怎么樣為合作伙伴提供更多定制化的服務,包括架構以及芯片類的創新。據前者透露,目前全志科技基于周易“Z1”研發的智能語音專用處理器 R329 已成功流片,有開發板在內測。

              與產品層激烈的市場競爭不同,在更深的技術層面,開放共贏的理念達成了更廣泛的共識。開放合作共贏,幾乎得到了每一個技術驅動型公司的踐行。全行業在物聯網上努力了二十余年,才走到如今的繁榮階段。AI 在物聯網行業的應用,在某種程度上說,也是對物聯網行業的一種開發方式,催化了“萬物互聯”的發展進程。為了實現底層技術的持續創新和繁榮,業內頭部公司如華為、Arm 中國都在技術社群的運營上投入了不少的精力。華為有定期的技術開放日,Arm 中國則推出了 AIoT 技術生態社區“極術社區”。

              在“極術社區”,可以看到大量技術相關的文章、專欄、公開課,以及來自不同細分行業的用戶解答和討論。比如在 2019 年,業內在討論尋找好用的 AIoT 開發工具,提升 AI 開發效率。當時市面上找不到一款轉為嵌入式場景設計的 AI 開發工具,因為 AIoT 設備無論在芯片規格、軟硬環境還是系統要求上都與服務器有和大區別。OPEN AI LAB 當時發布的 Tengine 白皮書,得到了近兩千位技術人的關注。

              4 寫在最后

              從感知層的信息獲取,傳輸層的信息傳輸,平臺層的信息匯集處理,再到應用層的終端,AIoT 的優越性已顯而易見。在 IoT Analytics 的調查數據中,2020 年全球 AIoT 連接數已經超過超過非 AIoT 連接數。隨著傳感器成本、通信芯片成本和設備處理器芯片成本的不斷降低,面向專用應用場景的 AIoT 的發展也將逐步深化。AIoT 芯片乃至 AIoT 行業的發展小步快跑,意味著“萬物互聯”智能時代的加速到來,從消費者的角度來看,這就是喜聞樂見的事情了。

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