近日，愛芯元智創始人兼CEO仇肖莘博士出席中國國際半導體高層峰會（CISES）人工智能論壇，並發表題為「人工智能視覺芯片的差異化發展之路」的演講，詳解愛芯元智高性能、低功耗的人工智能處理器芯片，並分享5G、物聯網、人工智能、增強現實/虛擬現實等技術對半導體產業發展的重要作用。
據CSDN報道，仇肖莘在演講中表示：「邊緣側、端側人工智能的應用變得越來越多，人工智能算法的應用也開始變得普遍。」AI的能力逐漸從雲端向邊緣側和端側轉移，AI算法開始變得輕量化，利用邊緣側、端側有限的計算能力已經可以做一些智能化的處理。因此，在端側AI需求增加的同時，如何在成本和功耗完全可控的條件下，將AI能力達到極致，成為智能芯片行業共同的課題。
愛芯元智成立於2019年5月，專注於圖像和視頻處理領域的AI SOC芯片研發，主要應用於端側和邊緣側。目前，愛芯元智已研發出兩顆人工智能視覺處理芯片。其中，第一顆自研芯片AX630A已正式出貨，第二顆芯片AX620A也已經於2021年7月成功點亮，目前市場推廣工作穩步開展中。在本次論壇上，仇肖莘詳細介紹了在芯片研發製造的過程中，愛芯元智如何將傳統ISP進行智能化升級，以及AI在傳統ISP硬件上的具體應用，並分享了愛芯元智在技術研發上已取得的各項成果。在手機上，ISP負責將傳輸器輸入的電子信號轉變為具化的圖像，因此圖像質量的好壞與ISP的質量關係密切，為了得到最好的成像效果，愛芯元智將影響最大的HDR、3D降噪、RLTM、Demosaic四個模塊AI化，讓ISP實現最佳處理，這將大大利於後續應用。「但事實上，想要達到預想中的最佳效果，僅通過AI ISP是不夠的，還需要高NPU利用率配合。」仇肖莘表示，「愛芯元智擁有業內領先的混合精度NPU，憑藉高算力、低功耗、高算力利用率的優勢，我們的技術理念除了對AI ISP進行具有顛覆性的設計，為了支持AI ISP更好地實現畫質效果，我們也對NPU進行了全新設計。」在自有ISP與NPU的聯合架構下，愛芯元智的產品可以大幅提升傳統ISP中多個關鍵模塊的畫質，減少對DDR的需求，同時將NPU的性能提高50%以上。仇肖莘1991年畢業於清華大學自動化專業，並獲得碩士學位，隨後前往美國南加州大學完成電子工程博士學位。她曾在博通工作15年，職位升至美國博通公司副總裁。2018年，仇肖莘回國加入紫光展銳出任首席技術官。近日，她接受了TechWeb等媒體的採訪，分享了「技術立身」的自研芯片歷程。首款芯片推出即對標行業最高端芯片，成立2年多即成為邊緣側AI視覺芯片賽道頭部企業，愛芯元智是如何做到的？仇肖莘介紹：「我們有自己的IP，這點非常重要。『技術立身』對我們而言非常重要。」目前，愛芯元智旗下擁有引以為傲的2大核心技術：其一是業內領先的混合精度NPU；其二是採用顛覆性設計方法自研的AI ISP。據悉，愛芯元智混合精度NPU能夠在單位面積內提供數倍於傳統NPU的等效算力，同時保持低功耗特性並降低應用成本。以在開源網絡imagenet測試運行ResNet50為例，在ResNet50的精度基本不變情況下，競品一秒鐘只能處理大概90幾幀的圖片流、視頻流，愛芯元智第一代產品AX630A能夠處理1300多幀的圖片流、視頻流。愛芯元智混合精度NPU究竟是如何實現這一性能提升的呢？仇肖莘透露，阻礙NPU發揮作用的一個很大問題是「數據搬運」，就是所謂「數據牆」問題，為了提高「有效算力」，愛芯元智研發的NPU嘗試另闢角度來解決數據搬運和數據牆的問題——能不能把需要搬運的數據量減下去？基於這樣的思考，愛芯元智團隊研究發現，傳統的NPU一般的數據位寬都是8Bit、16Bit才能保證最終AI算法精度。但實際上AI網絡中間很多層不需要那麼高的表示精度，有的2Bit、4Bit就夠了。在這種情況下，整個網絡數據表示或者所需要的數據量，平均4Bit就夠。這樣與原來8Bit的網絡相比，愛芯混合精度NPU的數據搬運量可能就變成原來的1/4，在單位面積內提供數倍於傳統NPU的等效算力。同時，仇肖莘也強調，愛芯元智混合精度NPU的成功，也得益於設計理念上的革新——算法芯片軟硬件協同設計。具體而言，在NPU設計過程中，基於AI算法和芯片的軟硬件協同設計，可以提供算法網絡結構、量化需求、算子需求、內存訪問需求等詳細信息給NPU設計架構師。硬件架構師根據這些算法的需求調整優化整個NPU設計，使算法跑起來的效率達到一個比較優化的水平。提及另外一個核心IP——自研的AI ISP，仇肖莘則透露「採用顛覆性設計方法」。這種顛覆性體現在AI ISP捨棄了傳統的ISP純硬件的設計模式，通過「軟件定義ISP」的方式，用AI的方式取代了ISP裡面至少4個關鍵模塊。仇肖莘進一步闡釋道：「所以我們把它叫『AI ISP』，這是我們獨創的技術。好處在於我們能在最短的時間內把圖像處理的效果達到友商或前輩們還不能達到的高度。」事實上，愛芯元智首款產品AX630A就對標行業內高端產品。如何在一年之內設計出一顆達到前輩們積累十幾年水平的芯片？之前的ISP都是硬件，每升級一次都要重新流片一次，升級時間周期長。現在，愛芯元智將ISP里很多關鍵模塊軟件化，通過迭代軟件模型就能提升性能。「從去年愛芯元智的芯片流片回來到現在，我們整個ISP每兩個星期就有新模型，畫質一直不斷提升，所以AI ISP技術對愛芯元智來說很關鍵。」仇肖莘說。面對國內轟轟烈烈的半導體發展態勢，仇肖莘表示，整個半導體行業，實際上在逐漸向中國轉移，或者向東方轉移，這個趨勢非常明顯。「因為整個供應鏈非常齊全，無論內銷市場還是外銷市場，整個生產的主體在中國。最近這幾年國內的客戶開始會給國內的芯片廠商一些試錯機會，這就非常重要，有試錯的機會就有發展的機會。」除了在技術上不斷尋求突破，在產品研發上，愛芯元智同樣快速落地。目前，其旗下兩款產品AX630A、AX620A均在行業中保持領先優勢，可以為合作夥伴提供全棧式解決方案，滿足客戶不同場景的產品需求。不僅如此，基於算法、芯片、產品的垂直整合，愛芯元智的產品可以廣泛用於智慧城市、智慧零售、智能社區、智能家居、物聯網設備等不同領域，幫助客戶實現最新技術的快速落地。正如仇肖莘所說：「AI不僅限於人臉識別、物體檢測……我們認為AI能夠在很大程度上顛覆傳統技術，例如ISP在AI技術的改造下能發生意想不到的改變，而這只是開始，我們還會持續探索AI為傳統技術帶來的變化。」未來，隨着人工智能市場的普及和應用落地的加速，會有越來越多的部署轉移到邊緣側和端側，愛芯元智憑藉其在人工智能視覺處理器芯片領域的領先優勢，以成為邊緣側人工智能芯片領軍企業為發展目標，通過自主創新，為用戶提供具有強大能力的AI基礎算力平台，為世界的數字化和智能化新基建提供邊緣側和端側的支持。在當下芯片產能普遍緊張的時期在大廠競爭環伺，如何保證自身芯片產品的量產進度可控，也是一大考驗。仇肖莘向TechWeb介紹，愛芯元智產品能夠不斷持續量產，一方面是供應鏈團隊非常有經驗，與基板廠、晶圓廠、封測廠等芯片供應鏈各環節廠商的關係非常緊密，另一方面，各芯片供應鏈大廠也會從長遠有發展潛力的角度，挑選那些未來更可能成為自己大客戶的芯片創業企業作為優先「扶植對象」，而愛芯元智就是這樣的潛力者。仇肖莘表示：「我們不希望去打價格戰，而是希望拓展那些能夠真正使用我們AI能力的客戶。愛芯元智的願景目標是成為『在邊緣側和端側人工智能芯片的領軍企業』，在邊緣側、端側人工智能芯片領域做成一個平台型芯片公司，並成為一個國際領先的芯片企業。」瞄準航天差異化市場，零壹空間打造火箭專業化、產品體系完善的商業航天公司 | 星特寫深挖數字孿生和智能出行需求，激光雷達研發商北科天繪如何用好先發優勢？| 星特寫開闢移動機器人新藍海，松靈機器人進軍高職教育市場 | 星特寫「雙減」引發深思，我們到底需要什麼樣的教育？| 星特寫
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