邊緣AI應(yīng)用場(chǎng)景豐富，開源有助于產(chǎn)業(yè)發(fā)展

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李彎彎）當(dāng)前，雖然云端仍然是AI芯片的主要細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域，不過AI芯片正在從云端向邊緣端發(fā)展。數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2025年，邊緣AI芯片市場(chǎng)的收入將達(dá)到122億美元，云端AI芯片市場(chǎng)的收入達(dá)119億美元，邊緣AI芯片市場(chǎng)將超過云端。

邊緣AI應(yīng)用場(chǎng)景豐富

邊緣AI的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括智能家居、智慧交通、餐廳送餐機(jī)器人、新零售應(yīng)用、AR/VR/元宇宙、機(jī)器人編程、智慧工業(yè)/物流/金融等。

尤其是邊緣AI視覺，具體來看，常用的技術(shù)包括圖像分類、目標(biāo)檢測(cè)、語義分割、實(shí)例分割等。圖像分類，將圖像送入網(wǎng)絡(luò)，然后網(wǎng)絡(luò)對(duì)圖像數(shù)據(jù)分類，在安防、互聯(lián)網(wǎng)、消費(fèi)電子、汽車、醫(yī)療領(lǐng)域都有應(yīng)用，比如用于進(jìn)行人體車輛屬性分類、人車分類、紅綠燈、病灶標(biāo)注等，用到的典型模型包括AlexNet、GoogLeNet、VGGNet、RESNET、DenseNet、mobilenet等。

目標(biāo)檢測(cè)，即識(shí)別圖像中的很多對(duì)象，并為各個(gè)對(duì)象輸出邊界框和分類標(biāo)簽，典型模型包括YOLO、SSD、Fast R-CNN。用于安防領(lǐng)域的人臉檢測(cè)、目標(biāo)檢測(cè)，互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的內(nèi)容審查，消費(fèi)電子領(lǐng)域的手機(jī)相冊(cè)分類，汽車領(lǐng)域的人車檢測(cè)，醫(yī)療領(lǐng)域的病灶識(shí)別與標(biāo)注等。

語音分割，將整個(gè)圖像分成一個(gè)個(gè)像素組，然后對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記和分類，語義分割試圖在語音上理解圖像中每個(gè)像素的角，典型模型包括FCN、SegNet。用于在安防領(lǐng)域的行為姿態(tài)檢測(cè)，互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的廣告，汽車領(lǐng)域的可行駛區(qū)域感知，醫(yī)療領(lǐng)域的CT、X光輔助診斷。

實(shí)例分割，在語義分割的基礎(chǔ)上，實(shí)例分割將不同類型的實(shí)例進(jìn)行像素級(jí)區(qū)分，比如用5種不同顏色來標(biāo)記5輛汽車，典型模型包括Mask R-CNN。在安防領(lǐng)域的行為姿態(tài)檢測(cè)，消費(fèi)電子領(lǐng)域的摳圖、電影效果，汽車領(lǐng)域的可行駛區(qū)域感知，醫(yī)療領(lǐng)域的CT、X光輔助診斷。

經(jīng)過過去這些年的發(fā)展，邊緣AI的應(yīng)用場(chǎng)景越來越豐富，視覺感知的需求在提升，算法也越來越復(fù)雜，對(duì)算力的需求也越來越多。而且可以看到，邊緣AI應(yīng)用場(chǎng)景豐富，設(shè)備形態(tài)多元，這就導(dǎo)致該領(lǐng)域的入局者與云端有所不同，不僅僅是少數(shù)大公司涉足，未來會(huì)有越來越多的中小公司、乃至是個(gè)人開發(fā)者參與進(jìn)來。

降低開發(fā)門檻的最好方式是開源

然而，對(duì)于這些中小公司來說，就會(huì)面臨很多門檻，比如買不到芯片或開發(fā)板，找不到Datasheet，如何使用AI工具鏈，發(fā)現(xiàn)問題如何反饋，怎么貢獻(xiàn)自己開發(fā)的代碼等。嘉楠科技副總裁湯煒偉此前談到這個(gè)話題。他認(rèn)為，降低門檻的最好方式就是開源。

基于此思想，嘉楠科技采用RISC-V的通用處理器核架構(gòu)，自研了KPU架構(gòu)，并進(jìn)行了多次迭代。嘉楠科技AI業(yè)務(wù)線自2016年啟動(dòng)AI研發(fā)，是業(yè)內(nèi)首家交付給予RISC-V架構(gòu)的邊緣AI芯片。該公司設(shè)計(jì)并交付了全球首批區(qū)塊連計(jì)算ASIC，是全球首個(gè)交付7nm制程ASIC芯片，ASIC芯片全部14次流片的成功率達(dá)到100%。

RISC-V是一個(gè)基于精簡指令集（RISC）原則的開源指令集架構(gòu)（ISA）。與大多數(shù)指令集相比，RISC-V指令集可以自由地用于任何目的，允許任何人設(shè)計(jì)、制造和銷售RISC-V芯片和軟件。近些年，RISC-V架構(gòu)發(fā)展迅速，數(shù)據(jù)顯示，RISC-V CPU 核市場(chǎng)年增長率達(dá)到114.9%，預(yù)計(jì)到2025年在CPU核的占比將超過14%。

截至目前，嘉楠已經(jīng)推出多款RISC-V架構(gòu)邊緣AI芯片，其中第二代AI芯片勘智K510，是一款定位中高端端側(cè)的推理芯片，為AI應(yīng)用提供高性能的圖像及語音處理。該芯片包括雙核64位RISC-V CPU和頻率高達(dá)800MHz的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP），并支持浮點(diǎn)單元（FPU）；能夠進(jìn)行高精度推理計(jì)算，支持INT8和BF16雙數(shù)據(jù)類型；搭配最新一代ISP，支持2D/3D降噪、寬動(dòng)態(tài)范圍WDR、魚眼校正、RGBIR融合、硬件3A等功能，3D ISP支持深度攝像頭。

湯煒偉表示，嘉楠基于RISC-V架構(gòu)的邊緣AI芯片，AI工具鏈開源、開放，軟件棧開源、開放，各AI框架和算子支持，可以使得客戶在AI方案開發(fā)的過程中更易上手。

近幾年嘉楠科技已經(jīng)實(shí)現(xiàn)超過200萬顆RISC-V AI芯片的出貨，應(yīng)用范圍包括智慧門鎖、智慧貓眼、直播跟拍云臺(tái)、AI升降桌等智能家居領(lǐng)域；智能圖像、水表智能改造、電子迎賓機(jī)器人等智慧城市領(lǐng)域；醫(yī)療膠囊機(jī)器人、血氧儀器、新冠試紙檢測(cè)儀器、心率/血氧檢測(cè)功能鼠標(biāo)等智慧醫(yī)療場(chǎng)景；以及野生動(dòng)物追蹤、野生動(dòng)物保護(hù)檢測(cè)、糧食倉儲(chǔ)害蟲大黑粉盜蟲、畜牧業(yè)管理系統(tǒng)等智慧農(nóng)業(yè)場(chǎng)景。

小結(jié)

整體而言，邊緣AI應(yīng)用場(chǎng)景豐富，與云端場(chǎng)景不同，未來涉足該領(lǐng)域的企業(yè)會(huì)更多，可能不少將會(huì)是中小企業(yè)。這些企業(yè)致力于實(shí)現(xiàn)某些細(xì)分場(chǎng)景的AI功能，而開源、開放的芯片平臺(tái)，將會(huì)有助于這些企業(yè)進(jìn)行方案開發(fā)，有利于這個(gè)產(chǎn)業(yè)的更加繁榮的發(fā)展。