一颗小小的 AIoT 芯片,为何成了兵家必争之地?
或许你看到过这样的视频或者场景描述:当你下班回家,疲惫地推开家门,伴着智能管家的问好声,灯光渐次亮起。人之所至,只需一句口令,家居产品智能联动,家庭氛围一键切换。体验度高,惊喜感明显,全屋智能家居的理念因此在近些年持续火热。在全屋智能场景实现的背后,是 AIoT 芯片作为“大脑”在不间断地工作。
这是普通消费者可以直观感受到的“万物互联”。对于技术人而言,实现“万物互联”意味着需要从芯片 IP 设计溯源,以开放的姿态不断创新。“万物互联”的概念经过二十多年的发展,近两年看起来被谈及的少了。事实并非如此,如今“万物互联”的理念已经深化到具体的行业场景,如工业互联网、智能安防、智能家居、医疗保健等。市场对于这项理念的关注,在人工智能的浪潮下,已不止于产品层,深入到技术层面。
“智能”一词引发了芯片行业乃至半导体产业上下游的迭代。得益于物联网行业的快速发展,如今芯片和云计算被业内普遍认为是支撑中国产业数字化转型的主要推力。一枚芯片,从设计到流片再到应用,关乎产业链上下游的环环相扣的协同。在万物有“芯”的当下,碎片化的市场需求和生产工艺突破的长周期,成为 AIoT 芯片行业普遍面临的问题。
所谓的 AIoT,即 AI+IoT,意思是将人工智能技术与物联网技术相结合,形成新的一门融合学科。
伴随着人工智能技术的发展,传统物联网设备将趋向于智能化,从而形成 AIoT 人工智能物联网,使“万物互联”向“万物智联”进化。
当然,技术的发展与市场需求是密不可分的。人们面对智能化应用的需求越来越多,AIoT 就面临着更加复杂的场景,人们需要为其提供更高效的计算以获得更快的响应。
值此背景下,AIoT 芯片应运而生,在面向 AIoT 场景任务时,它比传统通用芯片在算力及功耗上的更加具备优势。
AIoT 芯片是什么?
什么是 AIoT 芯片?众所周知,IoT 设备与手机这类移动通讯设备是不一样的,IoT 设备多种多样,面对的场景应用也不同,对 AI 算力的要求也有所差别。
现阶段尚未开发出能够跨设备形态存在的通用芯片架构。因此,只有从 IoT 的场景出发,设计定制化的芯片架构,才能在大幅提升性能的同时,降低功耗和成本。
同时满足 AI 算力以及跨设备形态的需求,这样的专用芯片,被称之为 AIoT 芯片。
实际上,AIoT 芯片并不是一个独立的芯片个体,目前市场首批 AIoT 芯片几乎都是结合了 CPU、GPU、FPGA 和 DSP 等核心零部件组合而成。
不过青出于蓝而胜于蓝,AIoT 芯片与传统芯片相比确实存在不少差别。
在这里我们以自动驾驶场景为例,介绍下 AIoT 芯片和传统芯片的区别:
从性能层面出发,当自动驾驶在遇到路面前方的红绿灯时,如果采用 CPU 进行运算,那么车辆可能已经产生了闯红灯等违章行为,因为运算速度太慢,还来不及反应。
如果采用 GPU 进行运算,运算速度会大幅增加,但同时也会产生巨大功耗,很有可能汽车确实在遇到红灯时停下了,可能不是因为红灯才停下,而是耗能都供给了 GPU 运算之用,已经没有多余的能耗继续前行了;相比之下,采用 AIoT 芯片不仅能大幅提升自动驾驶过程中的运算速度问题,还能减少能耗。
从工艺制造层面来说,AIoT 芯片由于应用场景和 AI 算法相对确定,因此在硬件设计上要求更加专业化。
传统的 CPU 和 GPU 芯片采用基于指令流的冯诺依曼式计算架构和计算模式来运行,而 AIoT 芯片多采用类脑或仿脑的架构方式,能够突破内存墙的计算瓶颈。
因此,相较传统芯片而言,AI 芯片可以利用更低的主频、更小的芯片面积,完成 AI 计算任务,实现成本、功耗、算力等多样化需求之间的完美平衡。
随着物联网和人工智能的不断发展,如今 AI 和 IoT 已经发展到了应用场景落地的那一步,但是物联网的发展,让很多上游芯片厂商意识到,用户对产品的要求不只是联网这么简单。
比如智能家居单品,从之前的满足联网需求,人们还希望产品更聪明,更能自主的理解用户对某个动作的理解,提前预判,让用户省心,这其实就要求产品能拥有人工智能,AIoT 芯片恰恰能满足这样的要求。
AIoT 芯片能让设备之间的数据交互更聪明,也能形成一个完成的智能系统,还能对碎片化的物联网系统进行更智能化管理。
为何芯片厂商纷纷研制 AIoT 芯片,其中一个重要原因是成本和算力。传统的芯片设计是模块化的设计,如物联网芯片、人工智能芯片设计想互独立,这样既增加了成本,也让功耗增加,算力大打折扣,也不便于打造智能系统,AIoT 芯片是搭建智能物联网最好的选择。
AIoT 芯片是一种以用户需求为导向的解决方案,而仅仅是做一颗芯片,这需要很多相关厂商的协助,生态系统建设是这些厂商接下来的重点工作。
华为、百度、阿里、小米、联发科...... 我们所熟知的科技巨头早就在 AIoT 芯片有所布局,应用领域从智能电视、语音交互、自动驾驶、安防到无线通信不等。AIoT 芯片行业早就成了实现“万物互联”的必争之地。
AIoT 芯片潜力无限,未来兵家必争之地
随着 AIoT 技术深入应用到各个生活层面,物联网设备之间将加速数据交互,促进数据融合,形成全新的智能物联生态系统。人们的生活也会越来越便捷、越来越智能。同时,也会产生更多的生活场景需求。
对 AIoT 厂商来说,市场多样化的需求包含了感知层、接入层、网络层、服务管理层以及应用层五个层级的技术建设。
其中,感知层就如同 AIoT 设备的大脑中枢,是最基础也是最重要的一个环节,AIoT 芯片技术很大程度上决定了整个产品的好坏。加上如今芯片制造工艺的成熟,以及 AI 算法算力的加速演进。
可以预见,AIoT 芯片必将成为未来的兵家必争之地,谁掌握了 AIoT 芯片,也就等于在 AIoT 领域站稳了脚步,为未来智能网联生态系统一体化建设打下坚实的基础。
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