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AI SoC#炬芯科技端側(cè) AI 處理器芯片:三核異構(gòu),存內(nèi)計(jì)算

eeDesigner ? 2025-03-24 14:27 ? 次閱讀
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炬芯科技端側(cè) AI 處理器芯片產(chǎn)品主要為CPU+DSP雙核異構(gòu)高算力單芯片解決方案,現(xiàn)在主推的端側(cè) AI 處理器產(chǎn)品芯片有:ATS3607D 、 ATS3609D、ATS3619等。

具備高性能、高集成度、低功耗等特點(diǎn),主要應(yīng)用于智能辦公類(lèi)產(chǎn)品(如會(huì)議音箱)、智能家居、智能語(yǔ)音模塊、智能錄音筆、音效后處理模塊設(shè)備等產(chǎn)品形態(tài)。炬芯科技擅長(zhǎng)在低功耗的前提下提供高音質(zhì)音頻體驗(yàn),該系列主要產(chǎn)品具有先進(jìn)的高音質(zhì)音頻技術(shù)。產(chǎn)品集成了vad模塊,內(nèi)置了大容量DDR。方案上適配了多家業(yè)界知名的語(yǔ)音前處理算法和后處理音效算法。操作系統(tǒng)支持RTOSLinux,以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景的需求。具有快速啟動(dòng),成本領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)??沙蔀榈痛龣C(jī)功耗、高語(yǔ)音交互性能的智能語(yǔ)音交互產(chǎn)品的理想選擇。

*附件:炬芯科技端側(cè) AI 處理器芯片產(chǎn)品PDF.pdf


圖片.png
周正宇博士指出”Actions Intelligence”是針對(duì)電池驅(qū)動(dòng)的端側(cè)AI落地提出的戰(zhàn)略,將聚焦于模型規(guī)模在一千萬(wàn)參數(shù)(10M)以下的電池驅(qū)動(dòng)的低功耗音頻端側(cè)AI應(yīng)用,致力于為低功耗AIoT裝置打造在10mW-100mW之間的功耗下提供0.1-1TOPS的通用AI算力。也就是說(shuō)”Actions Intelligence“將挑戰(zhàn)目標(biāo)10TOPS/W-100TOPS/W的AI算力能效比。根據(jù)ABI Research預(yù)測(cè),端側(cè)AI市場(chǎng)正在快速增長(zhǎng),預(yù)計(jì)到2028年,基于中小型模型的端側(cè)AI設(shè)備將達(dá)到40億臺(tái),年復(fù)合增長(zhǎng)率為32%。到2030年,預(yù)計(jì)75%的這類(lèi)AIoT設(shè)備將采用高能效比的專(zhuān)用硬件。


一、核心架構(gòu)與技術(shù)創(chuàng)新

  1. 三核異構(gòu)設(shè)計(jì)
    • CPUARM STAR-MC1 @ 204MHz,提供基礎(chǔ)控制與任務(wù)調(diào)度能力。
    • DSPTensilica HiFi5 @ 420MHz,負(fù)責(zé)高精度音頻信號(hào)處理與算法加速。
    • NPU :基于MMSCIM(模數(shù)混合SRAM存內(nèi)計(jì)算)技術(shù)的AI-NPU,專(zhuān)為低功耗AI推理優(yōu)化,支持稀疏模型加速。
    • 協(xié)同計(jì)算 :三核通過(guò)總線(xiàn)互聯(lián)實(shí)現(xiàn)任務(wù)動(dòng)態(tài)分配,兼顧算力彈性與能效比。
  2. 存內(nèi)計(jì)算(CIM)技術(shù)
    • 采用混合模擬/數(shù)字電路設(shè)計(jì),直接利用SRAM進(jìn)行矩陣運(yùn)算,突破傳統(tǒng)馮·諾依曼架構(gòu)的“存儲(chǔ)墻”瓶頸。
    • 能效比達(dá) 6.4 TOPS/W@INT8 (密集模型),稀疏模型優(yōu)化后可達(dá) 19.2 TOPS/W ,功耗僅毫瓦級(jí)。

二、關(guān)鍵性能參數(shù)

AI算力

  • 理論峰值算力 :132 GOPS(通用運(yùn)算)。
  • 專(zhuān)用NPU算力 :100 GOPS(CIM NPU)。
  • 支持的AI框架 :兼容TensorFlow、PyTorch、ONNX等主流框架,提供ANDT工具鏈及算子庫(kù)。
  • 應(yīng)用場(chǎng)景 :聲紋識(shí)別、環(huán)境音分類(lèi)、多模態(tài)感知等端側(cè)實(shí)時(shí)推理[。

音頻性能

  • ADC/DAC
    • 4路24-bit ADC,信噪比(SNR)>111dB,支持8通道同步采樣。
    • 2路24-bit DAC,SNR>113dB,總諧波失真+噪聲(THD+N)≤-100dB。
  • 動(dòng)態(tài)采樣率調(diào)整(ASRC) :支持8通道,THD+N<-140dB,適用于復(fù)雜聲場(chǎng)環(huán)境下的高保真音頻處理。
  • 接口擴(kuò)展 :支持多通道I2S(16通道@384kHz)、TDM、SPDIF等。

存儲(chǔ)與連接

  • 內(nèi)存 :集成3.168MB SRAM,支持eMMC/SD卡擴(kuò)展。
  • 高速接口 :SPI(96MHz)、USB 2.0 HS、SDIO,滿(mǎn)足多設(shè)備互聯(lián)需求。
  • 安全模塊 :硬件級(jí)AES-256/SHA-256加密、RSA2048簽名、TRNG隨機(jī)數(shù)生成。

功耗與封裝

  • 典型功耗 :毫瓦級(jí)運(yùn)行,適配電池驅(qū)動(dòng)的IoT設(shè)備(如智能音箱、錄音筆)。
  • 封裝 :BGA13(6mm×5.5mm)、EPAD128(14mm×14mm)等,適用于緊湊型設(shè)計(jì)。

三、應(yīng)用場(chǎng)景

  1. 消費(fèi)級(jí)音頻 :智能音箱、TWS耳機(jī),支持低延遲語(yǔ)音交互與環(huán)境降噪。
  2. 專(zhuān)業(yè)音頻設(shè)備 :數(shù)字調(diào)音臺(tái)、舞臺(tái)音箱,滿(mǎn)足高保真音質(zhì)與多通道處理需求。
  3. AIoT邊緣計(jì)算 :智能家居中控、健康監(jiān)測(cè)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)本地化AI推理。

四、技術(shù)亮點(diǎn)總結(jié)

  • 能效比突破 :MMSCIM技術(shù)大幅提升算力密度,較傳統(tǒng)CPU/DSP方案能效比提升數(shù)十倍。
  • 音質(zhì)與AI融合 :HiFi5 DSP與NPU協(xié)同,兼顧專(zhuān)業(yè)級(jí)音頻處理與智能化功能。
  • 開(kāi)發(fā)友好性 :支持Soft SIMD自定義算子,適配多樣化AI模型開(kāi)發(fā)需求。

五、市場(chǎng)定位與進(jìn)展

  • 目標(biāo)市場(chǎng) :聚焦10M參數(shù)以下的中小模型AIoT場(chǎng)景,如語(yǔ)音交互與健康監(jiān)測(cè)。
  • 客戶(hù)進(jìn)展 :已與多家品牌客戶(hù)進(jìn)入?yún)f(xié)同開(kāi)發(fā)階段,預(yù)計(jì)2025年內(nèi)實(shí)現(xiàn)終端產(chǎn)品落地。
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