近年來，AIoT這一詞匯漸漸活躍在人們的視野中。所謂的AIoT，即AI+IoT，意思是將人工智能技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，形成新的一門融合學(xué)科。

伴隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將趨向于智能化，從而形成AIoT人工智能物聯(lián)網(wǎng)，使“萬物互聯(lián)”向“萬物智聯(lián)”進(jìn)化。

當(dāng)然，技術(shù)的發(fā)展與市場需求是密不可分的。人們面對智能化應(yīng)用的需求越來越多，AIoT就面臨著更加復(fù)雜的場景，人們需要為其提供更高效的計(jì)算以獲得更快的響應(yīng)。

值此背景下，AIoT芯片應(yīng)運(yùn)而生，在面向AIoT場景任務(wù)時，它比傳統(tǒng)通用芯片在算力及功耗上的更加具備優(yōu)勢。

AIoT芯片是什么?

什么是AIoT芯片?眾所周知，IoT設(shè)備與手機(jī)這類移動通訊設(shè)備是不一樣的，IoT設(shè)備多種多樣，面對的場景應(yīng)用也不同，對AI算力的要求也有所差別。

現(xiàn)階段尚未開發(fā)出能夠跨設(shè)備形態(tài)存在的通用芯片架構(gòu)。因此，只有從IoT的場景出發(fā)，設(shè)計(jì)定制化的芯片架構(gòu)，才能在大幅提升性能的同時，降低功耗和成本。

同時滿足AI算力以及跨設(shè)備形態(tài)的需求，這樣的專用芯片，被稱之為AIoT芯片。

實(shí)際上，AIoT芯片并不是一個獨(dú)立的芯片個體，目前市場首批AIoT芯片幾乎都是結(jié)合了CPU、GPU、FPGA和DSP等核心零部件組合而成。

不過青出于藍(lán)而勝于藍(lán)，AIoT芯片與傳統(tǒng)芯片相比確實(shí)存在不少差別。

在這里我們以自動駕駛場景為例，介紹下AIoT芯片和傳統(tǒng)芯片的區(qū)別：

從性能層面出發(fā)，當(dāng)自動駕駛在遇到路面前方的紅綠燈時，如果采用CPU進(jìn)行運(yùn)算，那么車輛可能已經(jīng)產(chǎn)生了闖紅燈等違章行為，因?yàn)檫\(yùn)算速度太慢，還來不及反應(yīng)。

如果采用GPU進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算速度會大幅增加，但同時也會產(chǎn)生巨大功耗，很有可能汽車確實(shí)在遇到紅燈時停下了，可能不是因?yàn)榧t燈才停下，而是耗能都供給了GPU運(yùn)算之用，已經(jīng)沒有多余的能耗繼續(xù)前行了;相比之下，采用AIoT芯片不僅能大幅提升自動駕駛過程中的運(yùn)算速度問題，還能減少能耗。

從工藝制造層面來說，AIoT芯片由于應(yīng)用場景和AI算法相對確定，因此在硬件設(shè)計(jì)上要求更加專業(yè)化。

傳統(tǒng)的CPU和GPU芯片采用基于指令流的馮諾依曼式計(jì)算架構(gòu)和計(jì)算模式來運(yùn)行，而AIoT芯片多采用類腦或仿腦的架構(gòu)方式，能夠突破內(nèi)存墻的計(jì)算瓶頸。

因此，相較傳統(tǒng)芯片而言，AI芯片可以利用更低的主頻、更小的芯片面積，完成AI計(jì)算任務(wù)，實(shí)現(xiàn)成本、功耗、算力等多樣化需求之間的完美平衡。

這些企業(yè)啟動布局，搶占市場先機(jī)

華為

華為除了在移動芯片領(lǐng)域具有代表作海思麒麟芯片以外，在AIoT芯片領(lǐng)域同樣不甘示弱。率先切入的應(yīng)用領(lǐng)域也相當(dāng)貼近百姓的生活，那就是智能電視。

華為榮耀最近推出的鴻鵠818性能頗為強(qiáng)悍，搭載VideoDecoder模塊可以支撐8K@30Hz的視頻播放，播放8K視頻，相當(dāng)于播放4倍的4K視頻。這代表著采用鴻鵠818芯片的設(shè)備在打開目前主流的4K視頻時，從點(diǎn)擊到開始播放僅需1.3秒，相比競品速度快了近一倍。

榮耀還曾表示，是以做手機(jī)的精神來做智慧電視。可以想象在這款產(chǎn)品上，將會有很多在傳統(tǒng)電視上無法想象的新功能，而出色的芯片性能是實(shí)現(xiàn)這一切的基礎(chǔ)。

百度

2018年7月，百度在AI開發(fā)者大會發(fā)布了中國第一款云端全功能AI芯片“昆侖”，其中包含訓(xùn)練芯片昆侖818-300、推理芯片昆侖818-100，主要面向AI大規(guī)模運(yùn)算需求。

時隔一年，百度又交出了亮眼的成績單。在今年的AI開發(fā)者大會上，百度新推出鴻鵠芯片，繼昆侖芯片發(fā)布后芯片層面又一力作。

作為百度自主研發(fā)的AIoT芯片，鴻鵠片主要面向智能語音應(yīng)用，而且還采取了車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，無論是在智能硬件上，還是在未來汽車智能語音應(yīng)用上，都留有非常大的想象空間。

阿里巴巴

阿里近年來對待科技研發(fā)格外的積極，除了最早成立的“達(dá)摩院”、“羅漢堂”以外，又成立了一家芯片公司“平頭哥”。

正所謂生死看淡，不服就干。“平頭哥”在芯片研發(fā)領(lǐng)域也不落人后。就在最近，“平頭哥”正式發(fā)布了首款A(yù)IoT芯片，名字也很有意思，名叫玄鐵910。

要知道，“玄鐵”之名來自于金庸小說中獨(dú)孤求敗所用的第一神劍“重劍無鋒，大巧不工”，后被郭靖夫婦熔鑄成倚天劍和屠龍刀。這莫非意味著，玄鐵910將成為AIoT芯片業(yè)界“神器”般的存在?

果然，據(jù)資料顯示，玄鐵910已成為目前業(yè)界性能最強(qiáng)的RISC-V處理器之一，算力高居全球第一，Coremark跑分更是超過第二名40%以上。

玄鐵910單核性能達(dá)到7.1Coremark/MHz，主頻達(dá)到2.5GHz，性能極其強(qiáng)大，能應(yīng)用于5G、人工智能以及自動駕駛等領(lǐng)域。

未來，平頭哥還要打造面向汽車、家電、工業(yè)等諸多行業(yè)領(lǐng)域的智聯(lián)網(wǎng)芯片平臺。

小米

可能很多人無法想象小米也會是AIoT芯片布局者之一。小米旗下華米科技曾發(fā)布了全球可穿戴領(lǐng)域第一顆AI芯片“黃山1號”，它由RISC-V開源指令集構(gòu)成，集成了AI神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊，可在不聯(lián)網(wǎng)的情況下進(jìn)行本地的數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理，通過內(nèi)置HeartRate、ECGEngine、ECGEnginePro、Arrhythmias四大驅(qū)動引擎，華米科技實(shí)現(xiàn)了對心率、心電、心律失常等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測與分析，可廣泛應(yīng)用在各類智能可穿戴設(shè)備中。

今年4月，小米集團(tuán)發(fā)布內(nèi)部郵件宣布：旗下松果電子團(tuán)隊(duì)重組，部分分拆組建新公司南京大魚半導(dǎo)體，專注于IoT芯片;松果電子則繼續(xù)專注于手機(jī)SoC芯片研發(fā)。

小米做出這樣的決定，其實(shí)不難理解。手機(jī)芯片是一項(xiàng)研發(fā)投入極高、回報周期長以及長期技術(shù)沉淀的工作。

自從2017年澎湃芯片S1沉寂之后，小米的手機(jī)芯片研發(fā)陷入了僵局。即使是海思麒麟芯片從研發(fā)到商用，再到抗衡國際廠商也經(jīng)歷相當(dāng)長的一段時間。

但反觀在智能家居領(lǐng)域，小米很早就開始了布局，如今已經(jīng)形成了“小米生態(tài)鏈”的優(yōu)勢，AIoT已經(jīng)成為小米最為重要的戰(zhàn)略方向，布局AIoT芯片也是意料之中。

聯(lián)發(fā)科

在今年4月，聯(lián)發(fā)科發(fā)布了兩大AIoT芯片平臺，分別是i300和i500。

i300適用于語音和視覺設(shè)備應(yīng)用，能夠用于開發(fā)面向家庭、物聯(lián)網(wǎng)及其他便攜設(shè)備的產(chǎn)品;i500則集成了更強(qiáng)大的AI處理器，雙核AI處理器(DSP)工作頻率達(dá)500MHz，支持深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速和計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用，適用于面部識別、對象識別、場景識別分析、光學(xué)字符識別等場景。

7月，聯(lián)發(fā)科又推出了最新一代AIoT芯片平臺i700，采用八核架構(gòu)，集成了兩個工作頻率2.2GHz的ARMCortex-A75處理器與六個工作頻率為2.0GHz的Cortex-A55處理器，同時搭載工作頻率為970MHz的IMG9XM-HP8圖形處理器，還搭載了聯(lián)發(fā)科技的CorePilot技術(shù)，應(yīng)用于智慧城市、智能樓宇和智能制造等領(lǐng)域。

恩智浦

恩智浦可謂是AIoT芯片里“骨灰級”玩家之一。早在18年2月，恩智浦就推出了AIoT芯片，這款芯片集恩智浦的i.MX應(yīng)用處理器系列和Wi-Fi/藍(lán)牙解決方案于一體，并集成到更小的尺寸空間中。

這不僅解決了當(dāng)下物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)定制化芯片的尺寸極度受限的難題，而且還提供了更高的跨系統(tǒng)效率。這種前瞻性的設(shè)計(jì)也給后來的布局者帶來不少靈感。

紫光展銳

今年7月，紫光展銳在ArmPSA安全架構(gòu)技術(shù)研討會上分享了基于Arm PSA框架的安全AIoT芯片解決方案。

據(jù)了解，這套AIoT芯片解決方案面向業(yè)界客戶端到端，具備安全可信運(yùn)算能力和通信能力，能實(shí)現(xiàn)智能化識別并支持不同廠商設(shè)備間的協(xié)議和資料交換，解決物聯(lián)網(wǎng)碎片式的互通問題，同時還將兼容各種廠商設(shè)備的接入方式，實(shí)現(xiàn)24/7實(shí)時管理和失效預(yù)測，并對無線網(wǎng)絡(luò)頻譜和服務(wù)進(jìn)行優(yōu)化，為用戶提供優(yōu)異的使用體驗(yàn)。

云知聲

2018年上半年，云知聲推出了首款A(yù)IoT芯片UniOne，并帶來其解決方案雨燕(Swift)。據(jù)悉，該芯片由云知聲自主研發(fā)，采用云知聲自主AI指令集，搭載具有自主知識產(chǎn)權(quán)的DeepNet、uDSP(數(shù)字信號處理器)，支持DNN/LSTM/CNN等多種深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，性能較通用芯片方案提升超50倍。

雨燕(Swift)則采用了CPU+uDSP+DeepNet架構(gòu)，支持8/16bit向量、矩陣運(yùn)算，基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可將面向語音AI的并行運(yùn)算性能發(fā)揮到極致，在更低成本和功耗下提供更高的算力。

中天微

此前，在中興事件期間，芯片一詞漸受重視，“自主造芯”的企業(yè)也成為了國內(nèi)資本熱捧的對象。也是在那時，阿里收購了中國大陸唯一的自主嵌入式CPUIPCore公司中天微。

完成收購后不久，中天微就發(fā)布了全新AIOT芯片，作為全球首款支持物聯(lián)網(wǎng)安全的RISC-V處理器，這款芯片也是全球首款帶TEE的RISC-V嵌入式芯片。中天微表示，“自主架構(gòu)CPU+RISC-V兼容”硬件架構(gòu)將逐漸融合在在阿里巴巴物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略中，發(fā)揮巨大的作用。

瑞芯微

CES2019消費(fèi)電子展上，瑞芯微發(fā)布旗下內(nèi)置高能效NPU的AIoT芯片解決方案：RK1808。

據(jù)悉，RK1808AIoT芯片CPU采用雙核Cortex-A35架構(gòu)，NPU峰值算力高達(dá)3.0TOPs，VPU支持1080P視頻編解碼，支持麥克風(fēng)陣列并具有硬件VAD功能，支持?jǐn)z像頭視頻信號輸入并具有內(nèi)置ISP。

此外，RK1808具備極致低功耗、超強(qiáng)AI運(yùn)算能力、豐富的AIoT應(yīng)用接口以及易于開發(fā)的特性，也將高效賦能AIoT生態(tài)鏈及開發(fā)者對技術(shù)與場景匹配的需求。

布局AIoT芯片解決了怎樣的行業(yè)痛點(diǎn)?

隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的不斷發(fā)展，如今AI和IoT已經(jīng)發(fā)展到了應(yīng)用場景落地的那一步，但是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，讓很多上游芯片廠商意識到，用戶對產(chǎn)品的要求不只是聯(lián)網(wǎng)這么簡單。

比如智能家居單品，從之前的滿足聯(lián)網(wǎng)需求，人們還希望產(chǎn)品更聰明，更能自主的理解用戶對某個動作的理解，提前預(yù)判，讓用戶省心，這其實(shí)就要求產(chǎn)品能擁有人工智能，AIoT芯片恰恰能滿足這樣的要求。

AIoT芯片能讓設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互更聰明，也能形成一個完成的智能系統(tǒng)，還能對碎片化的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行更智能化管理。

為何芯片廠商紛紛研制AIoT芯片，其中一個重要原因是成本和算力。傳統(tǒng)的芯片設(shè)計(jì)是模塊化的設(shè)計(jì)，如物聯(lián)網(wǎng)芯片、人工智能芯片設(shè)計(jì)想互獨(dú)立，這樣既增加了成本，也讓功耗增加，算力大打折扣，也不便于打造智能系統(tǒng)，AIoT芯片是搭建智能物聯(lián)網(wǎng)最好的選擇。

AIoT芯片是一種以用戶需求為導(dǎo)向的解決方案，而僅僅是做一顆芯片，這需要很多相關(guān)廠商的協(xié)助，生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)是這些廠商接下來的重點(diǎn)工作。

AIoT芯片潛力無限，未來兵家必爭之地

隨著AIoT技術(shù)深入應(yīng)用到各個生活層面，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間將加速數(shù)據(jù)交互，促進(jìn)數(shù)據(jù)融合，形成全新的智能物聯(lián)生態(tài)系統(tǒng)。人們的生活也會越來越便捷、越來越智能。同時，也會產(chǎn)生更多的生活場景需求。

對AIoT廠商來說，市場多樣化的需求包含了感知層、接入層、網(wǎng)絡(luò)層、服務(wù)管理層以及應(yīng)用層五個層級的技術(shù)建設(shè)。

其中，感知層就如同AIoT設(shè)備的大腦中樞，是最基礎(chǔ)也是最重要的一個環(huán)節(jié)，AIoT芯片技術(shù)很大程度上決定了整個產(chǎn)品的好壞。加上如今芯片制造工藝的成熟，以及AI算法算力的加速演進(jìn)。

可以預(yù)見，AIoT芯片必將成為未來的兵家必爭之地，誰掌握了AIoT芯片，也就等于在AIoT領(lǐng)域站穩(wěn)了腳步，為未來智能網(wǎng)聯(lián)生態(tài)系統(tǒng)一體化建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。