闪易半导体推广超低功耗存算一体化芯片,多点赋能高效AI计算

集微网消息,从人工智能的概念被提出至今,已经经历了颇为漫长的发展过程,随着这项技术不断升级,AI也逐渐融入多个产业应用。眼下在消费电子、汽车、安防、工业、金融等领域,都能看到AI的身影活跃其中。

不过站在用户的角度来看,现阶段的AI应用大多数都存在一个问题:人机交互体验不理想。

因此,产业链也试图通过提升AI算力的方式让人工智能实现真正意义上的智能化。然而与提升算力并存的还有产品功耗和成本大幅增加,这也给AI技术实现大规模普及形成限制。如何让AI计算更高效成为产业链需要思考并解决的问题。

超低功耗产品推动AI大规模普及

上文提出的问题,上海闪易半导体有限公司(以下简称“闪易半导体”)CEO鲁辞莽在接受集微网采访时给出了答案。

据了解,闪易半导体一直以来都致力于研发高性能、低功耗、低成本的存算一体化AI芯片,由其自主研发设计的产品可广泛应用于多类消费电子场景及泛安防场景当中。

鲁辞莽对集微网介绍,目前公司在推广语音和图像识别两大解决方案。其中图像识别产品首先面向需求量极大的消费类电子市场,包括智能手表/手环、AR/VR等可穿戴设备,以及在人脸识别智能门锁中的应用。

对于消费类电子而言,终端产品普遍都在追求外观设计“小型化、轻薄化”,由此给电池大小、容量造成了非常明显的限制,进而使得续航问题成为许多消费电子产品的短板。

随着终端产品智能化程度不断加深,其中所包含的内容和应用场景也更丰富,这也意味着产品工作时的能耗将进一步加大。在此前提下,终端品牌为了更好的平衡产品外观与续航能力,低功耗的产品对其来说不可或缺。闪易半导体针对这类产品提供的超低功耗存算一体化芯片,恰好能够与终端的需求完美契合。

除此之外,该公司图像识别产品还在防灾减灾、提升道路安全等多个泛安防场景中可以实现批量应用。

据鲁辞莽介绍,公司主要是通过搭载低功耗AI芯片的摄像头模组,为合作伙伴提供可长期值守、无需施工布线的摄像头方案。以天气数据服务领域为例,这样的设备能帮助合作伙伴实现可针对性且更精确的观测,预报特定区域的实时天气。例如:通过多点布局带有AI识别功能的小型摄像头,监测高速行驶路段无法预测的团雾、暴雨等天气情况,从而避免交通意外的发生。

端侧的低功耗图像识别主要有两重意义:一是图像识别本身的功耗要求低,二是识别结果上传的数据量远小于图片本身,数据传输也可以用更低功耗的方式。这样的需求在很多场景中出现,例如公路、机场、电站、农田这些布线比较麻烦的地方。“今年6月的白银马拉松事件发生后,我们其实设想过,如果在整个马拉松路线外围多点布置能够实时监控天气的摄像头,并且识别到极端天气后第一时间报警,可以很大程度的避免惨痛的结果。然而与合作的气象服务公司探讨过才发现,想要在50公里距离的野外路线多点安装摄像头,如果没有本地供电支撑的话是无法实现的。这种情况下低功耗就成了刚需,不论是太阳能还是电池供电的方式,只需要一台单机就可以工作了。”鲁辞莽解释道。

他补充说道:“在许多户外环境中,由于摄像头之间的距离太远,很难有效的降低安全隐患,如果传统施工布线的安装方案,一公里至少需要几万块的成本,又很难做到密集分布。但是采用低功耗的单机产品既可以大量的分布在路线范围内,也能将成本控制在合理范围内。”

据其透露,公司的摄像头模块产品功耗目前可以低至毫瓦级别,整个图像识别模块只需要10-20毫瓦的功耗就能够执行天气现象识别这类特定的任务,配合较大容量的电池,可以工作数月。

高灵活性设计+高可靠性保障

从上述案例中也可以看到,闪易半导体的芯片还具备极高的稳定性,能够适应极高或是极低温度的恶劣环境,保持正常运作。据了解,闪易半导体成立至今在多个权威、专业的会议,例如国际可靠性大会(IRPS)上发表了关于产品可靠性的论文,因此其产品在可靠性领域也有十分杰出的表现。

鲁辞莽告诉集微网:“公司首批芯片出货至今已经将近一年时间,从未出现过客户退货或是返货的情形。在可靠性、寿命、良率等方面,都经过了大规模量产的考验,只要是公司测试验证通过的产品,使用寿命甚至可以超过10年。这对于存算一体化芯片来说,是有一定难度的。”

“由于存算一体化芯片是通过模拟电路进行计算,模拟计算中电子器件的电流、电压、电阻都会随着时间而衰退,一旦芯片的可靠性和寿命不过关,芯片参数出现细微的浮动和干扰,都会导致最后的计算结果不准确,而我们实际上是通过了市场考验的。”目前,闪易半导体向客户提供的这类摄像头模块产品已经实现了百万元级的销售额。

值得提出的是,由于该公司从底层的器件设计到顶层的电路架构都是自主开发,且晶圆代工的供应商也是与国内企业合作,能够从IP、设计到生产阶段实现纯国产化的存算一体化AI芯片的量产。

不仅如此,闪易半导体推出的存算一体化芯片还能够根据不同的应用场景,灵活的调整芯片运行特性。基于公司架构设计的特殊性,该公司存算一体化AI芯片能够在计算神经网络时计算任何规模的矩阵。

“我们的芯片可以根据客户应用场景不同来调整矩阵计算的大小,不论是选任何尺寸的矩阵都可以一次性的算出来。客户需要的模型小,就可以把功耗做得非常低,虽然模型变大会增加功耗,但同时也能增强算力解决复杂的计算任务。”

公司产品之所以能够兼具多项优势,也依托于研发团队出色的设计能力。

据悉,闪易的芯片设计团队主要来自于清华微电子,曾在长江存储、华虹等存储芯片企业完成过上百款产品的开发与量产。而创始人鲁辞莽则是一个立志于用技术来服务世界改变世界的半导体器件专家,他曾先后师从于两位IEEE Fellow,因研究出速度两倍于硅的晶体管而在2015年被国际集成电路大会表彰。今年更是被评选为上海科技青年35人。

持续升级 面向多元化场景应用

集微网进一步了解得知,闪易半导体在现有产品基础上,明年还将推出一款升级版的存算一体化AI识别芯片,从而围绕“低功耗”这一主题构建一些更复杂场景下的图像识别应用。

例如一些城市与郊区应用到的智能路灯灯杆,这类产品通常采用太阳能充电,因此电量十分受限,为了让路灯确保在有需要的情况下能够正常工作,最好的方式之一,就是通过图像识别来判断当下周围环境的具体情形。

鲁辞莽告诉笔者:“在这样的场景中,其实对图像识别的清晰度有比较高的要求,这样意味着对芯片的AI算力模型的规模也提出更高的要求。我们规划是坚持低功耗和成本的前提下,提升算力去和中等清晰度的图像进行匹配,比如720p,这其实已经能够识别到几十米距离内发生的情况。”

据了解,闪易半导体针对这类场景规划的新品在AI算力上将实现成倍增长,却能够保持与当前产品相差无几的功耗。

在另一条产品线中,我们还看到闪易半导体将技术运用到了声学领域。据悉,该公司与声学合作伙伴的产品已经用于语音报警器当中,能够有效提升对独居老人、女性的居家安全性,在解析到呼救的声音时即刻报警。这类产品同样具备低功耗、低成本的特质,亦在市场实际应用中收获好评。

对于公司长期坚定的研发方向,鲁辞莽谈到:“随着市面上的AI应用越来越丰富,并且已经有一些应用出现了规模化的趋势,在推动产品普及的阶段,终端厂商就开始关注成本问题,而成本的多少和功耗的高低其实是直接挂钩的,低功耗的AI芯片也意味着它能够实现整机低成本。”

在他看来,人类的注意力和精力都是有限的,现在手机、电脑这类终端已经分散掉很大一部分,所以当AI出现在物联网、智能家居等各类场景中,应该是以润物细无声的方式,能够让用户在不需要额外操控的前提下,得到舒适、安全两个方面的服务。交互体验不好本质上就是准确性还不够,如果能够在提升算力增强准确性的同时,降低功耗和成本实现大面积普及,其实会让AI技术得到更多元、更广泛的应用。

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