云知聲自主研發(fā)芯片--雨燕

耗時(shí)近3年匠心研發(fā)，5月16日，業(yè)界領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng)人工智能服務(wù)企業(yè)云知聲在北京召開新品發(fā)布會(huì)，正式推出全球首款面向物聯(lián)網(wǎng)的AI芯片——UniOne。

在“匠芯·致物”發(fā)布會(huì)上，云知聲創(chuàng)始人/CEO黃偉，中關(guān)村管委會(huì)副主任翁啟文，廈門火炬高新區(qū)管委會(huì)主任黃曉舟，中電健康基金CEO宋雨，前海梧桐基金合伙人王彥，中科院自動(dòng)化所原副所長(zhǎng)、研究員黃泰翼，平安好醫(yī)生CTO王齊共同發(fā)布了第一代UniOne物聯(lián)網(wǎng)AI芯片及其解決方案——雨燕（Swift）。該芯片由云知聲自主設(shè)計(jì)研發(fā)，采用云知聲自主AI指令集，擁有具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的DeepNet、uDSP（數(shù)字信號(hào)處理器），支持DNN/LSTM/CNN等多種深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，性能較通用方案提升超50倍。

云知聲創(chuàng)始人/CEO黃偉指出，“在AIoT市場(chǎng)加速爆發(fā)的今天，云端方案在網(wǎng)絡(luò)、帶寬、能耗、隱私以及邊緣計(jì)算等方面的限制，使得面向物聯(lián)網(wǎng)的AI芯片成為必然抉擇。在推出芯片產(chǎn)品之前，云知聲已在家居、智能音箱、兒童機(jī)器人等市場(chǎng)方面，基于通用芯片方案（IVM）百萬級(jí)出貨量的產(chǎn)品形態(tài)，驗(yàn)證了芯片市場(chǎng)、產(chǎn)品和用戶場(chǎng)景的合理性。第一代UniOne物聯(lián)網(wǎng)AI芯片雨燕量產(chǎn)后，將能快速切入市場(chǎng)客戶并滿足更多產(chǎn)品種類和形態(tài)上對(duì)成本、穩(wěn)定性、集成度等方面的需求。”

加速爆發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)對(duì)AI芯片提出全新需求

隨著物聯(lián)網(wǎng)的深入推進(jìn)，終端設(shè)備被賦予越來越多的AI能力，要求其在保證低功耗、低成本的同時(shí)完成AI運(yùn)算。然而，IoT設(shè)備與手機(jī)不同，不僅形態(tài)千變?nèi)f化且需求碎片化嚴(yán)重，對(duì)于AI算力需求也不盡相同，因此，原有通用架構(gòu)的芯片很難滿足新形勢(shì)下的需求。

另一方面，AI算法的接入，對(duì)設(shè)備端芯片的并行計(jì)算能力和存儲(chǔ)器帶寬也提出了更高的要求，而盡管基于GPU的傳統(tǒng)芯片能夠在終端實(shí)現(xiàn)推理算法，但其并非針對(duì)深度學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，能效比遠(yuǎn)低于AI專用芯片。

黃偉指出，無論是CPU還是GPU、FPGA，現(xiàn)有的芯片架構(gòu)并非為 AI 專門設(shè)計(jì)，并不能滿足物聯(lián)網(wǎng)AI算力需求，且考慮了太多的向后兼容性，因此在性能上遠(yuǎn)非最優(yōu)?！盎跇I(yè)務(wù)方面對(duì)芯片產(chǎn)品、場(chǎng)景的反復(fù)驗(yàn)證，以及對(duì)AIoT終局的判斷，云知聲在2014年就明確必須自主研發(fā)面向物聯(lián)網(wǎng)的AI芯片?！?/p>

較之于傳統(tǒng)芯片，定制化的AI芯片由于應(yīng)用場(chǎng)景和AI算法相對(duì)確定，因此在硬件設(shè)計(jì)上更加專門化，在面向此類任務(wù)時(shí)其相對(duì)于通用芯片在計(jì)算密度及功耗上有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。因此，相較通用芯片而言，AI芯片可以在更低的主頻、更小的芯片面積，完成機(jī)器學(xué)習(xí)中同等任務(wù)量的計(jì)算，做到成本、功耗、算力等多維需求之間的完美平衡。

第一代物聯(lián)網(wǎng) AI 芯片及解決方案——雨燕

云知聲第一代 UniOne 物聯(lián)網(wǎng) AI 芯片及解決方案——雨燕采用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。

在架構(gòu)靈活性方面，雨燕通過Scratch-Pad將主控CPU與AI加速器內(nèi)部RAM相連，可提供高效的CPU與AI加速器之間的數(shù)據(jù)通道，便于CPU對(duì)AI加速器運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行二次處理。另外，連接各個(gè)運(yùn)算單元的可編程互聯(lián)矩陣架構(gòu)，提供了擴(kuò)展運(yùn)算指令的功能，從而進(jìn)一步提升硬件架構(gòu)的靈活性及可擴(kuò)展性。同時(shí)，芯片采用多級(jí)多模式喚醒，從能量檢測(cè)，到人類聲音檢測(cè)，再到喚醒詞檢測(cè)，針對(duì)語音設(shè)備及使用場(chǎng)景的定制化Power Domain等技術(shù)，可將芯片功耗降低至最低。具體而言，雨燕包括以下幾大顯著特征：

高性能深度學(xué)習(xí)加速：面向深度學(xué)習(xí)和語音信號(hào)處理的 AI 定制指令以及體系架構(gòu)，將面向語音 AI 的并行運(yùn)算性能發(fā)揮到極致，系統(tǒng)運(yùn)算能力提升50倍以上；

高性能內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)：結(jié)合片內(nèi) Memory 及內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，提高片內(nèi)總線帶寬的利用效率提升20倍；

低功耗架構(gòu)：異構(gòu) AMP架構(gòu)可保證高性能與低功耗的有機(jī)結(jié)合，從而獲得最佳的能效比，更適合IoT場(chǎng)景；

端云結(jié)合：混合應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)，獲得本地與云端能力的最佳平衡；

云知聲聯(lián)合創(chuàng)始人/芯片負(fù)責(zé)人李霄寒表示，云知聲不僅提供雨燕芯片和終端引擎，還將應(yīng)用部分向客戶開源，同時(shí)提供相應(yīng)定制化工具以及云端AI能力服務(wù)。通過云端芯結(jié)合，云知聲基于雨燕提供的是面向一個(gè)個(gè)具體場(chǎng)景如智能家居、智能音箱、智能車載等的Turn-key解決方案?；谟暄喾桨?，可讓客戶站在更高的設(shè)計(jì)起點(diǎn)，以更低的成本在更短的時(shí)間內(nèi)打造出更穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品。同時(shí)，開源的方案也可確?？蛻艋谝烟峁┑?AI 能力自行設(shè)計(jì)其它各種長(zhǎng)尾產(chǎn)品形態(tài)，構(gòu)建更為豐富的AIoT生態(tài)。

“UniOne 不是一顆芯片，而是一系列芯片，它代表了云知聲對(duì)于物聯(lián)網(wǎng) AI 芯片發(fā)展戰(zhàn)略的整體構(gòu)想?！?李霄寒指出，面向方案商與開發(fā)者，UniOne可提供完整的語音 AI 應(yīng)用參考方案、云端能力以及定制化工具，可以幫助客戶在跨形態(tài)的物聯(lián)網(wǎng)硬件產(chǎn)品上以最低的時(shí)間、資源等探索成本，打造最高體驗(yàn)的用戶入口應(yīng)用未來。

賦能行業(yè)落地，牽手合作伙伴共建“芯”生態(tài)

在本次發(fā)布會(huì)上，除了UniOne的重磅發(fā)布之外，云知聲還公布了與京東智能、億咖通科技的戰(zhàn)略合作。各方將基于云知聲在物聯(lián)網(wǎng)AI芯片及系統(tǒng)解決方案之上，共享各自優(yōu)勢(shì)資源，構(gòu)建面向新零售、智能家居、汽車等領(lǐng)域的AI“芯生態(tài)”。

在智能家居領(lǐng)域，云知聲攜手京東智能，推動(dòng)人工智能芯片在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用。與京東Alpha平臺(tái)合力打造定制化智能標(biāo)桿產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)跨品牌、跨品類智能設(shè)備的互聯(lián)互通，使用戶通過自然語言即可獲取平臺(tái)音樂、新聞、購(gòu)物等海量?jī)?nèi)容服務(wù)，帶來更為智能化以及更為便捷舒適的家居生活體驗(yàn)。

針對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域，云知聲將攜手億咖通科技，共同研發(fā)汽車前裝車規(guī)級(jí)AI芯片，打造極致的車內(nèi)智能交互體驗(yàn)，推動(dòng)人工智能芯片在汽車行業(yè)的升級(jí)應(yīng)用。雙方將圍繞GKUI座艙生態(tài)系統(tǒng)，構(gòu)建以語音為核心的座艙交互平臺(tái)，幫助用戶在位置導(dǎo)航，車載娛樂，車輛控制，車與車互聯(lián)等方面實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的語音的服務(wù)，讓AI賦能汽車，讓汽車更“聰明”，讓人們更便捷和高效的樂享汽車智慧出行。面向智能網(wǎng)聯(lián)汽車大時(shí)代的到來，雙方還將在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域進(jìn)行AI芯片的研發(fā)合作，共同致力于未來智能出行技術(shù)能力的提升。

自2012年成立以來，云知聲一直專注于物聯(lián)網(wǎng)人工智能服務(wù)，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)為數(shù)不多擁有算法、計(jì)算能力、芯片能力全棧式技術(shù)鏈條的人工智能龍頭企業(yè)。目前，云知聲在家居、醫(yī)療、機(jī)器人、汽車、教育等各業(yè)務(wù)的合作伙伴數(shù)量已經(jīng)超過2萬家，覆蓋用戶已經(jīng)超過2億，日調(diào)用量4億次。

此次，伴隨著UniOne芯片的量產(chǎn)落地，云知聲“云端芯”產(chǎn)品架構(gòu)及戰(zhàn)略閉環(huán)正式搭建完畢。未來，云知聲將以更加完善立體的全棧解決方案，聯(lián)合諸多產(chǎn)業(yè)上下游合作伙伴，展開更加全面、更加深入的人工智能多模態(tài)服務(wù)，推動(dòng)“智享未來”愿景的加速實(shí)現(xiàn)。