AI芯片公司的技術路線抉擇!

日前,中國清華系明星公司深鑒科技(DeepHi Tech)被國際自適應和智能計算的全球領導企業賽靈思(Xilinx)收購。在業內,Xilinx公司是設計開發FPGA硬件的龍頭。

這份收購并非突如其來,實際上在2017年Xilinx已經投資過深鑒科技。從深鑒科技的技術路線——基于Xilinx的FPGA硬件進行開發,實現端側智能。圖一為深鑒科技開發的智能IPC

深度學習加速模塊,可以把深度學習網絡部署在里面并嵌入在攝像頭實現人臉識別。

圖一智能IPC深度學習加速模塊

AI芯片公司的技術路線抉擇!的圖1

Source:深鑒科技官網2018.7

無論深鑒科技實際上是否直接參與了FPGA的電路設計,還是直接委托Xilinx直接幫其設計出需要的FPGA。深鑒科技可以說在硬件方面方面,站在了Xilinx這個巨人的肩膀之上,再進行FPGA的嵌入式開發,實現深度學習網絡的部署,實現AI的功能。

目前“云+端”的模式,成為眾AI公司發展的趨勢。過去的方案實施中,AI處理工作在云端完成。把其中某一部分任務(例如推斷部分)放在智能邊緣端(讓設備擁有芯片,進行AI推斷部分),就變得更加高效,尤其像安防領域,自動駕駛領域,實時性要求極高的應用中。則端側智能的部署是市場的趨勢。圖二為“云+端”示意圖解:

圖二AI應用落地的“云+端”模式

AI芯片公司的技術路線抉擇!的圖2

Source:集邦咨詢2018.7

想實現端側AI的部署,從定制芯片硬件來看,有兩個路線:1.如上述所說,用FPGA開發(半定制)2.設計ASIC定制集成電路芯片。我們可以拉入另外兩家中國的AI明星公司:寒武紀和地平線進行簡單討論。

根據深鑒科技聯合創始人姚頌所述,寒武紀選取了機器學習這根軸上最通用的方向,就是所有機器學習的訓練和應用都要做;地平線有很強的算法團隊,于是選擇了軸上截然相反的另一端,也就是最專用的方向,去做算法固化的ASIC芯片;而深鑒科技則是在中間取了一個點,做深度學習的應用處理器。

寒武紀擁有中科院計算所背景,以diannao系列架構獲多個頂級會議的最佳論文。開發設計深度學習通用處理器,并且也做IP授權(華為海思麒麟980處理器將會搭載第二代寒武紀NPU 1M)。現在已經成功流片三款商用處理器IP,然則寒武紀實際上已經超越上述兩類的范疇,但仍能作為例子和其他兩個進行比較。

地平線則是先選擇應用場景,針對此應用的算法去定制AISC芯片(這也是為數不少的公司的技術路線選擇)——針對智能攝像頭人臉檢測,開發旭日處理器;針對自動駕駛,開發征程1.0處理器。這屬于是先去設計解決方案,為了用在智能端側上的的處理器,采取“算法+芯片”的這種芯片定制設計的路線。深鑒科技則采用另一種路線,采用FPGA而非定制集成電路芯片。

FPGA最大的特點在于硬件結構可編程性。即使深度學習算法發生變化,FPGA一樣可以靈活的配置硬件結構,快速切入市場;而上述根據算法定制芯片ASIC,顯得劣勢,并且ASIC的設計生產與半導體芯片產品周期相仿,大概在12-18個月,則風險變得更大。但某些邊緣場景中,ASIC有更低功耗,體積更小的優勢。

我們不妨把目光轉移到深圳兩家AI初創公司——云天勵飛(IntelliFusion)和耐能(Kneron)。他們都有同一個特點,在選定特定的解決方案之后,把AI應用需求拓展到端側硬件,并且第一代產品采用了FPGA進行開發,而在2018年都不約而同在第二代產品上進入根據特定算法設計ASIC的方案(具體實施技術架構系統還是有不同,暫且按下不表)。這可以說是一種技術路線選擇的趨勢。但是我們仍然不能說,ASIC路線要比FPGA路線更為先進。這路線的選擇與應用場景是強相關的。

根據集邦觀察分析,Xilinx早已進入汽車領域。同時為了重申其于汽車產業的長期投入,以及看好FPGA將在自動駕駛車內部發揮重要作用,Xilinx宣布與戴姆勒(Daimler AG)合作,為未來的奔馳(Mercedes-Benz)新車款開發“超高效率AI解決方案”。Xilinx首先在車載系統,ADAS(高級輔助系統,非AI決策)證明了FPGA的高效適用。圖三則是FPGA在汽車領域的應用:

圖三FPGA可設計于汽車內部的位置

AI芯片公司的技術路線抉擇!的圖3

Source:Xilinx官網,集邦咨詢2018.7

則Xilinx會讓FPGA應用于自動駕駛中是其業務自然延伸的結果。同時我們也可以注意到國內不少自動駕駛汽車創業公司,選擇了自研芯片,如零跑汽車與大華集團合作開發AI自動駕駛芯片“凌芯01”。但Xilinx絕不會放棄自己獨家優勢,將采取FPGA實現自動駕駛,去對抗GPU或ASIC的路線。

深鑒科技在被收購前后,也放出消息說把業務領域從安防轉移到自動駕駛,XIlinx不管是為了收回前期投資,還是繼續為技術路線延拓,收購深鑒科技,都釋放出一個信號——FPGA可以和GPU的英偉達體系或其他ASIC體系相抗衡。歸根結底,技術路線的選擇,也許還要看公司自身的技術積累,以及垂直領域細分應用的需求去做選擇。

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