對(duì)于視頻監(jiān)控行業(yè)來(lái)說(shuō)，在GPU的CUBA模塊出現(xiàn)后（相關(guān)鏈接：為何GPU能在安防行業(yè)呼風(fēng)喚雨？十幾年前這件事改變了安防前端格局），前端攝像機(jī)對(duì)GPU的依賴(lài)就越來(lái)越重，一臺(tái)攝像機(jī)能夠搭載什么樣的智能算法，算力又如何很大程度上取決于GPU的性能。

然而安防行業(yè)是一個(gè)場(chǎng)景化的行業(yè)，GPU再好也有著它的局限性。在AI發(fā)展的浪潮下，越來(lái)越多的安防企業(yè)選擇自研芯片來(lái)適應(yīng)更細(xì)分的需求。

各個(gè)安防企業(yè)都鉚足力氣或自研或合作生產(chǎn)安防芯片，幾乎每隔幾天就能蹦出一條非GPU安防芯片問(wèn)世的新聞，在這個(gè)勢(shì)頭下，不少人都在心里打鼓：“是否GPU的王朝就要結(jié)束了？”

隨著深度學(xué)習(xí)的火熱，GPU面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)

王朝是否結(jié)束先按下不表，但從2019年全年智能安防芯片的產(chǎn)出來(lái)看，ASIC、FPGA表現(xiàn)優(yōu)秀，更是有專(zhuān)家表示，在細(xì)分場(chǎng)景的深度學(xué)習(xí)方面安防芯片已經(jīng)展現(xiàn)出了良好的發(fā)展趨勢(shì)，那么我們今年就來(lái)看一下2019年安防芯片得到了哪些發(fā)展機(jī)遇，又有哪些安防芯片表現(xiàn)出不俗的競(jìng)爭(zhēng)力。

智慧安防需求多樣，AI安防芯片崛起契機(jī)來(lái)臨

在傳統(tǒng)的認(rèn)知中，算法的深度學(xué)習(xí)都依賴(lài)GPU的CUBA模塊，根據(jù)吳恩達(dá)教授在2011的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，12顆英偉達(dá)GPU可以提供相當(dāng)于2000顆CPU的深度學(xué)習(xí)性能。

但CPU作為圖像處理器時(shí)，設(shè)計(jì)初衷是為了應(yīng)對(duì)圖像處理中的大規(guī)模并行計(jì)算。因此應(yīng)用于深度學(xué)習(xí)時(shí)有明顯的局限性。

首先就是硬件結(jié)構(gòu)完全由GPU廠商決定（主要是英偉達(dá)），其次是在深度學(xué)習(xí)方面，其效能遠(yuǎn)低于ASIC及FPGA芯片。

通俗的講，采用GPU，你可以定制場(chǎng)景化的算法，但硬件性能以及發(fā)揮的效率完全是由英偉達(dá)決定，且算法的復(fù)雜程度還需要卡GPU的效能決定。

盡管GPU目前依靠其優(yōu)秀的編程環(huán)境和頂尖的算力依舊穩(wěn)坐AI芯片市場(chǎng)NO1的地位，但其他兩種芯片已呈現(xiàn)出后來(lái)居上之勢(shì)。

ASIC和FPGA在安防行業(yè)越來(lái)越得到重視

算力的優(yōu)勢(shì)并不是憑空而來(lái)，傳統(tǒng)的GPU雖然在算力上占盡優(yōu)勢(shì)，但存在嚴(yán)重的晶體管堆料的現(xiàn)象，導(dǎo)致其利用效率不高而且造成的功耗遠(yuǎn)高于其他兩種芯片，對(duì)于以7X24小時(shí)運(yùn)行的安防設(shè)備來(lái)說(shuō)，這樣的功耗很難接受。

市場(chǎng)上雖然對(duì)這些缺點(diǎn)還算比較容忍，（畢竟客戶(hù)主要更關(guān)心算力）。但長(zhǎng)此以往無(wú)異于飲鴆止渴。

在設(shè)計(jì)層面，由于摩爾定律的失效。7nm后制程升級(jí)越來(lái)越困難，GPU若想保持其算力優(yōu)勢(shì)勢(shì)必還會(huì)走“堆料”的路子，在云端市場(chǎng)不斷發(fā)展的今天，這樣的市場(chǎng)越來(lái)越難以為繼。也導(dǎo)致不少安防廠商紛紛開(kāi)發(fā)自己的ASIC和終端的FPGA市場(chǎng)。

由一家獨(dú)大，到如今隱隱的三分天下之勢(shì)，GPU確實(shí)該考慮如何更好的適應(yīng)市場(chǎng)了。

激烈的安防芯片競(jìng)爭(zhēng)

在AI芯片選擇方面，一般是有錢(qián)的選擇ASIC，早期過(guò)渡和追求性?xún)r(jià)比會(huì)選擇FPGA。

FPGA的是很多創(chuàng)業(yè)公司初期選擇的平臺(tái)，深鑒、寒武紀(jì)、地平線、比特大陸都先后使用過(guò)FPGA，商湯等視覺(jué)公司也應(yīng)用過(guò)FPGA+GPU的解決方案，但當(dāng)業(yè)務(wù)發(fā)展到一定程度后，都逐步開(kāi)始轉(zhuǎn)向ASIC。

這是由于其芯片結(jié)構(gòu)決定的，F(xiàn)PGA相比GPU功耗更低，相比ASIC具有更短的開(kāi)發(fā)時(shí)間和更低的開(kāi)發(fā)成本。

一句話總結(jié)就是方便、性?xún)r(jià)比高。且由于英特爾于2015年收購(gòu)了最成功的的FPGA芯片廠商Altera（151億美元的天價(jià)，不得不說(shuō)英特爾也是給CPU研發(fā)部門(mén)下了“死命令”），近年來(lái)不斷推出CPU+FPGA的組合給各個(gè)行業(yè)都帶來(lái)了前所未有的AI發(fā)展機(jī)遇。

成本低、重構(gòu)靈活成為FPGA最大的競(jìng)爭(zhēng)籌碼

且由于近兩年業(yè)界對(duì)于深度的學(xué)習(xí)能力大為推崇，在這方面具有優(yōu)勢(shì)的FPGA無(wú)疑就成為了很多廠商的選擇。

相比性?xún)r(jià)比較高的FPGA，ASIC芯片無(wú)疑就彰顯了定制化芯片的霸氣。除了不能像FPGA那樣進(jìn)行功能擴(kuò)展和重構(gòu)以外，ASIC芯片幾乎滿(mǎn)足了所有安防高端定制化的需求，在功耗、可靠性、體積方面優(yōu)勢(shì)很大，尤其是在移動(dòng)端，其高性能、低功耗的特點(diǎn)成為了眾多廠商的首選。

尤其是人工智能越來(lái)越深度化的當(dāng)下，人們對(duì)于智能化深度的要求越來(lái)越高。相對(duì)應(yīng)的芯片需要運(yùn)行的算法也越來(lái)越復(fù)雜，這都要求芯片擁有一套專(zhuān)用的架構(gòu)與其進(jìn)行對(duì)應(yīng)，而ASIC芯片完美地滿(mǎn)足了這一需求。

而ASIC應(yīng)用的典型的代表就是知名的Alpha Go的大腦：谷歌研發(fā)的TPU芯片，其強(qiáng)大的深度學(xué)習(xí)能力和較低的功耗都讓業(yè)內(nèi)艷羨。

據(jù)寒武紀(jì)發(fā)布的指令集指出，未來(lái)ASIC芯片將是AI芯片的核心。

不過(guò)研發(fā)ASIC芯片的一大難題就是其高昂的成本和較長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)周期。目前，致力于研發(fā)AISC芯片的都是既擅長(zhǎng)芯片研發(fā)又具備AI算法的行業(yè)巨頭，適用于已經(jīng)具有一定規(guī)模且需求場(chǎng)景化定制需求的安防大廠。

除了這幾大類(lèi)以外，目前安防行業(yè)還有云端芯片和類(lèi)腦芯片具有強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。

不過(guò)不管誰(shuí)將在這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中勝出，GPU在安防行業(yè)中的衰落或?qū)⒊蔀楝F(xiàn)實(shí)，而在AI芯片的競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中誰(shuí)又能拔得頭籌，這還要看他們具體和安防行業(yè)的適配程度。

智能芯片市場(chǎng)玩家可不止“御三家”

自研芯片的春天

2019年，我國(guó)安防芯片取得了很大的成就，不管是泛用性極廣的海思Hi3516CV500、昇騰系列、還是具有超高集成度的國(guó)科微GK7205/GK7205S、亦或是致力于智慧城市建設(shè)的地平線旭日1.0都向我們揭示了如今安防行業(yè)對(duì)于定制化AI芯片的渴求。

在新的一年里，隨著安防智能化的不斷深入，AI芯片行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)愈加激烈，但無(wú)論如何這對(duì)于中國(guó)安防的發(fā)展，都是多了一種選擇，也多了一份效能。