作為AI芯片后入者的三星正提著大刀趕來：據(jù)外媒爆料，三星已經(jīng)接近完成一款AI芯片的研發(fā)，其性能已經(jīng)堪比蘋果的A11和華為麒麟970，三星極有可能在2月25日舉行的MWC 2018大會上發(fā)布Galaxy S9的同時，展示其新AI技術的能力。

據(jù)《韓國先驅報》網(wǎng)站報道，三星電子已經(jīng)基本完成第一款神經(jīng)處理單元（NPU）的開發(fā)工作，準備在今年晚些時候部署到設備上。NPU被廣泛稱為AI芯片，據(jù)稱三星將在即將發(fā)布的智能手機上搭載這款芯片，此舉有助于其手機趕超競爭對手。

“據(jù)三星內部人士爆料，三星已經(jīng)基本完成了服務器AI芯片的開發(fā)工作，預計該芯片將出售給服務器廠商。”一名AI專家告訴《韓國先驅報》。

除了CPU、GPU等之外，智能手機上再加上NPU的話，手機本身就可以在沒有云服務器幫助的情況下處理、分析和存儲智能手機上產生的數(shù)據(jù)。NPU被廣泛認為是智能手機的大腦。

目前，三星在這個領域落后于蘋果和華為這兩個最大的競爭對手，后兩者都已經(jīng)推出了移動端的AI芯片。蘋果公司去年發(fā)布了iPhone X，使用NPU實現(xiàn)臉部識別和動畫表情符號等人們熟知的功能。緊接著，華為推出了一款能夠隨時間學習用戶習慣的NPU，部署在Mate 10 Pro手機上。

盡管三星對于這個市場是后來者，但那位“AI專家”對韓國先驅報稱，“三星已經(jīng)達到蘋果和華為的技術水平，而且在今年下半年肯定會推出更好的芯片。”據(jù)報道，三星的芯片每秒運行的速度超過了蘋果的A11和華為的麒麟970。

此外，同一消息人士透露，三星可能將在2月25日舉行的MWC 2018大會上發(fā)布Galaxy S9的同時，展示其新AI技術的能力。

據(jù)稱三星在人工智能相關項目上投入了大量資金，并與韓國各大學的教授和研究人員合作，以制造出相比競爭對手更安全、更高效的芯片。

該消息人士透露，三星還正在為Galaxy Note 9智能手機開發(fā)一款增強的NPU，該款手機預計在今年9月份發(fā)布。就像之前的Galaxy Note 7和Note 8一樣，Note 9可能成為三星的一個轉折點。

AI手機進入戰(zhàn)國時代，芯片研發(fā)馬太效應漸顯

正如上文所說，三星的這款AI芯片，主要的競爭對手是蘋果和華為。目前，蘋果的iPhoneX和華為的Mate10（Pro）、V10等系列手機均已經(jīng)使用人工智能芯片，成為AI手機的領導者。

iPhone X中的“A11生物神經(jīng)網(wǎng)絡引擎”（A11 bionic neural engine）芯片，每秒運算次數(shù)最高可達6000億次，相當于0.6TFlops（寒武紀NPU則是1.92TFlops，每秒可以進行19200次浮點運算），采用了六核心設計，由2個高性能核心與4個高能效核心組成。相比A10，其中兩個性能核心的速度提升了25%，四個能效核心的速度提升了70%。工藝方面，A11采用了臺積電10nm FinFET工藝，集成了43億個晶體管。

A11能幫助加速人工智能任務，包括Face ID，Animoji和AR應用程序。A11同時支持Core ML，這是蘋果在WWDC開發(fā)者大會上推出的一款新型機器學習框架。Core ML支持所有主要的神經(jīng)網(wǎng)絡，如DNN、RNN、CNN等，開發(fā)者可以把訓練完成的機器學習模型封裝進App之中。

華為麒麟970芯片，首次采用臺積電10nm工藝，集成55億個晶體管（驍龍835是31億顆，蘋果A10是33億顆），功耗降低20%。采用4個Cortex A73 核心，4個Cortex A53 核心，GPU為具有12個核心的 Mali-G72 MP12，每秒處理速度可達萬億次。麒麟970芯片內置全新升級自研相機雙ISP，支持人工智能場景識別、人臉追焦、智能運動場景檢測，同時夜拍效果再次升級。基帶方面，麒麟970采用了更先進的4.5G LTE技術，支持全球最高是LTE Cat.18規(guī)格，實現(xiàn)目前業(yè)界最高的1.2Gbps峰值下載速率。同時內建TEE和inSE安全引擎，擁有更高的安全性。

不過，三星、蘋果、華為“三國殺”的局面不會持續(xù)很久。

由于智能手機的競爭進入到嚴重的同質化階段，跟全面屏一樣，人工智能芯片將會是手機廠商下一個“標配”的重點。除了三星、蘋果、華為三巨頭，還有很多廠商涌入智能手機和AI芯片的競爭，例如最近傳聞將于2018年下半年上市的小米——2017年2月，小米自主研發(fā)的手機芯片澎湃S1問世，成為國產手機中第二家擁有自主研發(fā)芯片能力的手機廠商。

人工智能芯片對手機性能提升、人機交互等功能上有巨大的想象空間，AI手機特別是高端旗艦AI手機的研發(fā)能力是能夠拉開與對手差距的重要一步，手機市場格局也會隨著研發(fā)能力逐漸分化，強者更強，弱者更弱的馬太效應將逐漸凸顯。

移動端AI芯片，誰能笑到最后？

由于GPU存在功耗瓶頸，同時用戶越來越關心個人隱私安全與時效性，終端智能芯片的發(fā)展順應時代所需。

終端的智能芯片則需要同時具備高性能與低功耗的特征。此外，終端也涵蓋了不同的應用場景，都需要針對具體需求，在功耗、延遲、數(shù)據(jù)吞吐量、加速器方案的選擇上做出調整和優(yōu)化。

新智元對部分移動端能夠支撐AI功能的芯片做了梳理：

谷歌：Pixel VisualCore

2017年10月，Google在其官方博客上公開了Pixel2中使用的一顆專用圖像處理協(xié)處理器——Pixel VisualCore。這是Google在用于服務器的TPU之后推出的第二顆芯片，這次針對的是移動端。Pixel VisualCore由Google與Intel合作設計開發(fā)，主要用于圖像處理和機器學習。這塊芯片由8個IPU（每個包含512個ALU）+1個Cortex-A53核心組成，最大可提供3TFLOPS浮點運算能力。

高通：驍龍845處理器

說到手機芯片，怎能不提高通。高通在2017年12月初正式發(fā)布了驍龍845移動平臺。驍龍845處理器采用10納米LPP制程工藝，其中GPU采用Adreno 630，X20 LTE調制解調器、WiFi、影像方面使用Spectra 280ISP，以及Hexagon 685DSP協(xié)處理器、音質方面使用高通Aqstic Audio、CPU采用四個2.8GHz大核+四個1.8GHz小核+2MB緩存的Kryo 385 CPU、移動安全芯片，另在845中新增了一塊獨立內存。AI方面，驍龍845主要通過Kryo 385定制架構、Adreno 630、Hexagon 685在終端異步運算數(shù)據(jù)。相比835，驍龍845在AI上的計算能力是835的三倍，目前已經(jīng)可以支持S845GoogleTensorFlow、Facebook Caffe以及Open NeuralNetwork Exchange在內的多款主流深度學習框架。

Movidius VPU Myriad2

2016年9月，Intel發(fā)表聲明收購了Movidius。Movidius專注于研發(fā)高性能視覺處理芯片。現(xiàn)任CEO是原來德州儀器OMAP部門的總經(jīng)理，它的技術指導委員會也是實力強大，擁有半導體和處理器行業(yè)的元老級人物——被蘋果收購的 P.A.Semi 創(chuàng)始人丹尼爾·多伯普爾（Daniel Dobberpuhl），卡內基梅隆大學計算機科學/計算機視覺專家金出武雄，以及前蘋果 iPhone 和 iPod 部門工程副總裁、資深工程師大衛(wèi)·圖普曼（David Tupman）三人坐鎮(zhèn)。

其最新一代的Myriad2視覺處理器主要由SPARC處理器作為主控制器，加上專門的DSP處理器和硬件加速電路來處理專門的視覺和圖像信號。這是一款以DSP架構為基礎的視覺處理器，在視覺相關的應用領域有極高的能耗比，可以將視覺計算普及到幾乎所有的嵌入式系統(tǒng)中。該芯片已被大量應用在Google 3D項目Tango手機、大疆無人機、FLIR智能紅外攝像機、海康深眸系列攝像機、華睿智能工業(yè)相機等產品中。

寒武紀 1H8和1H16

寒武紀于2016年發(fā)布了全球首款商用深度學習專用處理器IP——寒武紀1A處理器。寒武紀1A的橫空出世打破了多項記錄，受到了業(yè)界廣泛關注，入選了第三屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會評選的十五項“世界互聯(lián)網(wǎng)領先科技成果”。2017年11月，在公司首次發(fā)布會上，CEO陳天石介紹了三款全新的智能處理器IP產品，其中就包括面向低功耗場景視覺應用的寒武紀1H8、擁有更廣泛通用性和更高性能的寒武紀1H16。

陳天石介紹說，與寒武紀1A相比，新品在功耗、能效比、成本開銷等方面進行了優(yōu)化，性能功耗比再次實現(xiàn)飛躍，適用范圍覆蓋了圖像識別、安防監(jiān)控、智能駕駛、無人機、語音識別、自然語言處理等各個重點應用領域。

地平線旭日和征程

2017年12月20日，地平線在北京舉行發(fā)布會，推出的征程（Journey）和旭日（Sunrise）兩款面向計算機視覺的處理器，分別用于無人駕駛和智能攝像頭。旭日和征程都屬于嵌入式人工智能視覺芯片，分別面向智能駕駛和智能攝像頭。地平線首席芯片架構師周峰對新智元介紹，這兩款芯片，芯片性能可達到1Tops，實時處理1080P@30幀，每幀可同時對200個目標進行檢測、跟蹤、識別。 典型功耗做到1.5w。

深鑒聽濤

2017年10月24日，深鑒科技召開發(fā)布會，正式對外宣布完成約4000萬美元A+輪融資，由螞蟻金服與三星風投領投。CEO姚頌還公布了一系列芯片計劃，由深鑒自主研發(fā)的芯片“聽濤”、“觀海”將于2018年第三季度面市。

其中，“聽濤”將于2018年上半年完成產品裝載，該系列芯片采用臺積電28納米制程，核心使用深鑒自己的亞里士多德架構，峰值性能1.1瓦 4.1 TOPS。亞里士多德架構針對卷積神經(jīng)網(wǎng)絡而設計。目前，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡一般用來處理圖像相關的智能問題，而此架構靈活與可擴展的特性使它可被應用于各種不同規(guī)格的終端中。

異構智能：NovuTensor

在今年 CES 上，NovuMind（中文名稱“異構智能”）向業(yè)界首次展示其自主研發(fā)的第一款高性能、低功耗的 AI 芯片 NovuTensor，號稱可能是除了 TPU 之外，世界上跑得最快的單芯片。

NovuMind 方面表示，這是截至目前世界上唯一能夠實際運行的、性能達到主流 GPU/TPU 水平而性能/功耗比卻遠超主流 GPU/TPU 的芯片——在功耗 12w 的情況下，NovuTensor 每秒可識別 300 張圖像，每張圖像上，最多可檢測 8192 個目標，相比目前最先進的桌面服務器 GPU（250W，每秒可識別 666 張圖像），僅使用 1/20 電力即可達到其性能的 1/2；而相比目前最先進的移動端或嵌入式芯片，相同用電的情況下，性能是其三倍以上。據(jù)了解，本次 CES 展示的僅僅是 FPGA 版本，等正在流片的 ASIC 芯片正式出廠，性能將提高 4 倍，耗電將減少一半，耗能不超過 5 瓦、可進行 15 萬億次運算的超高性能。

GTI光矛處理器

成立于2017年初的Gyrfalcon Technology Inc.（簡稱GTI）近期以“光矛處理器 Lightspeeur 2801S”引發(fā)業(yè)內關注，這也是一家由中國芯片老兵創(chuàng)立的公司，總部位于美國硅谷。其芯片方案基于APiM架構，有28000個并行神經(jīng)計算核，真正支持片上并行與原位計算，不需要使用外部存儲單元，克服了由存儲器帶寬而導致的性能瓶頸，在效率能耗比方面表現(xiàn)卓越，達到9.3Tops/Watt，無論在訓練模式還是推理模式下均可提供高密度計算性能。

在今年的CES上，GTI推出了內置Lightspeeur 2801S芯片的Laceli 人工智能計算棒，可以在1瓦的功率下提供超過每秒9.3萬億次浮點運算的性能，超越英特爾Movidius的神經(jīng)計算棒，后者每瓦功率范圍的運算力則是0.1萬億次。Laceli 人工智能計算棒可以在多種深度學習場景中應用，包括圖像和視頻識別、理解及描述, 自然語言理解、自然語言處理等。