AI 晶元，邊緣計算之魂

08-10

AI 晶元，邊緣計算之魂

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就在7.4 ，百度召開了第二屆AI 開發者大會，缺少了陸奇，但依然很熱鬧。媒體最為關注的有兩點：1. 去年吹過的牛，今年落地了：一百輛阿波龍下線，用工業界的說法，PILOT已經走完了。 2. 百度發布「AI 」晶元--「崑崙」，助力人工智慧走向終端。有些媒體甚至說：這場發布會是向外界秀肌肉，畢竟阿里和騰訊都有雲和AI 的大會和動作，BAIDU 不能沒有，而且不能沒有殺手鐧，而晶元無疑是最能吸引眼球的。那為什麼這麼多巨頭都關注AI 晶元，它對於邊緣計算到底有什麼重要意義。為了回答這個問題，我們挑選幾款代表性的 AI 晶元來闡述這個問題。

1. Qualcomm?Kryo?300

2018年 5.8 的微軟開發者大會上，微軟還宣布與高通建立合作夥伴關係，合作構建一個運行Azure IoT Edge的可視化人工智慧開發人員工具包。微軟高管稱，該套件旨在為開發基於攝像頭的物聯網產品提供所需的硬體和軟體，並為開發人員提供一種使用Azure機器學習服務構建產品的方法，同時利用高通的Qualcom Vision智能平台以及Qualcomm AI Engine提供硬體加速服務。通過應用這些產品，用戶可以從雲端下載服務並在邊緣設備上進行本地化運行。

Qualcomm?Vision智能平台旨在為各種物聯網設備提供強大的視覺計算和邊緣計算，以實現機器學習,以下資料來自高通官方網站：

AIQualcomm?AIEngine（AIE）

CPU： 高達8倍的Qualcomm?Kryo?300
GPU： Qualcomm?Adreno?615
DSP： Qualcomm?Hexagon?685 DSP
Qualcomm?神經處理單元SDK

中央處理器

高達8xQualcomm?Kryo?300 CPU

CPU時鐘速度：高達2.5 GHz

GPUQualcomm?Adreno?615 GPUDSP

Qualcomm?Hexagon?685 DSP

Qualcomm All-Ways Aware?技術

相機

Qualcomm Spectra?270 ISP

高達32 MP單攝像頭
高達16 MP的雙攝像頭

安全支持

Qualcomm?處理器安全性

顯示

四維高清

視頻

高達4K Quad HD設備上播放
高達4K UltraHD捕捉@ 60 FPS
@FPS高達5.7K視頻拍攝
H.264（AVC），H.265（HEVC）

無線上網

通過WCN3990集成11ac Wi-Fi

具有Mu-MIMO的高達2x2 802.11ac
峰值速度：867 Mbps

AUDIO

WCD9341

WSA8815

Qualcomm Aqstic?音頻技術
Qualcomm?aptX?音頻技術

藍牙WCN3990藍牙5.0位置SDR660G支持6個衛星系統：GPS，GLONASS，北斗，伽利略，QZSS，SBAS充電SMB1355

Qualcomm?QuickCharge?4+技術

這套硬體不可能說不豪華，就以CPU 而言，已經是高通曉龍600 系列的配置，帶GPU, 自帶AI 硬體加速，3200萬像素攝像頭。據官網的介紹，這個平台定位是設備級別的人工智慧平台，可用於人臉，物體識別，就好比是智能手機人臉解鎖那一部分硬體獨立出來。可能有人會問，人臉識別不是滿大街都是，連小程序都能做到，為什麼還要花這麼大的代價，這麼耗費周章地買高通硬體平台來做？主要涉及計算能力的問題，別忘了，天貓精靈這樣的平台產品，也需要ARM cortex-A53 CPU ,才能運行。

視覺智能平台將先進的處理和人工智慧與卓越的成像相結合，這是關鍵，因為今天和明天的許多物聯網應用都利用了視覺信息。這超出了安全攝像頭，包括從烤箱到機器人吸塵器和無人機的所有設備 - 任何嚴重依賴攝像頭信息的設備。

當然信息的處理也可以在雲中完成，但這需要大量的資源和時間。由於攝像頭本身具有智能，因此可以根據其知識決定如何響應，而不是等待將視頻數據發送到雲並進行分析。這就是所謂的邊緣計算 - 使用智能設備做出決策，並在互聯網邊緣採取行動。邊緣計算的優點包括更快的處理，本地控制，更好的安全性和隱私，以及使用更少的網路帶寬。隨著開發人員遠離雲並專註於設備的功能，也將推動物聯網生態系統向前發展。

在邊緣處理這些數據需要相當大的功率，視覺智能平台可以提供我們的標誌性異構計算，其中包括功能強大的8核64位Qualcomm Kryo 300 CPU，Qualcomm Adreno 615 GPU，Qualcomm Hexagon 685矢量處理器，Qualcomm Spectra 270 ISP，以及用於感測器和音頻的DSP。藉助這些組件，並支持最多2x2 802.11ac Wi-Fi，包括MU-MIMO，藍牙5.1，高通3D音頻套件，Qualcomm Aqstic音頻技術和Qualcomm aptX 音頻，開發人員擁有構建物聯網所需的尖端工具可以看到，聽到和連接周圍世界的應用程序。

Vision Intelligence Platform還集成了Qualcomm AI Engine，其中包括上面列出的硬體和支持設備AI的軟體，如Qualcomm Snapdragon Neural Processing Engine（NPE）。NPE擁有分析，優化和調試功能，可幫助開發人員和OEM將經過培訓的網路移植到平台中。AI Engine兼容Tensorflow，Caffe和Caffe2框架，開放式神經網路交換格式，Android神經??網路API和Qualcomm Hexagon神經網路庫，因此開發人員可以自由使用他們的首選框架。

2. 海思晶元

2018年，有許多的媒體分析，海康威視與華為必有一戰。大家可能有些糊塗，為什麼一個做通訊的公司和一個做視頻監控的公司會攪在一起，而且，華為作為一個外來者，哪裡來的底氣叫板行業龍頭。

在2014年的IPC SoC晶元市場上，僅僅用了一年時間就將國內市場份額從37.3%提升到了64%，將德州儀器拉下了馬。目前的網路攝像機（IPC）SoC晶元市場中，海思半導體可謂一家獨大。華為的存在應該最讓海康威視寢食難安。近期，華為推出了支持H.265核心演算法的4K高清攝像機，華為的安防產品線已默默從後台走向前端。而能讓其自由遊走在安防領域的最大底氣就來自於晶元。海思晶元在安防市場佔有近七成的份額，華為海思晶元還搭建了底層平台。在安防監控行業邁入H.265編碼標準下的超高清時代，堪稱HEVC（H.265）編碼大佬級人物的華為，在未來安防監控市場中贏得了舉足輕重的話語權。

作者我平時並不怎麼去關注視頻監控行業的變化，但由於監控紛紛走向前端+雲端的模式，於是行業大頭紛紛轉型為IOT 企業，如果不去關注他們，似乎失去了物聯網一大批陣地。所以特意去看了看海思的官網。很有意思，發跡於深圳的企業，官網居然是全英文，特意挑了一款SoC Hi3559A V100，這配置確實豪華。

Dual-core ARM Cortex A73@1.8 GHz, 32 KB I cache, 64

KB D cache or 512 KB L2 cache

Dual-core ARM Cortex A53@1.2 GHz, 32 KB I cache, 32

KB D cache or 256 KB L2 cache

Single-core ARM Cortex A53@1 GHz, 32 KB I cache, 32

KB D cache or 128 KB L2 cache

Neon acceleration and integrated FPU

GPU

Dual-core ARM Mali G71@900 MHz, 256 KB cache

OpenCL 1.1/1.2/2.0

OpenGL ES 3.0/3.1/3.2

Sensor Hub

Integrated ARM Cortex M7@192 MHz

Integrated PMC, which supports only external reset

Internal POR

General peripheral IPs (UART, SPI, I2

C, PWM, GPIO,

and LSADC)

2-channel LSADC, seven UART interfaces, and eight

簡單來說，一款SoC簡直要把ARM 家的產品線用個遍。採用如此強大的SOC 只有一個解釋，那就是把更多的智能部署在設備側，也就是邊緣側。比如跑人臉識別的演算法，用於平安天朝的建設。這對於監控的實時性提升具有重要的意義，雲與邊緣各取所長。在APP 側用到的人臉識別技術，本質上只是圖片上傳雲端，由雲端來識別，這樣的應用在實時性方面無法與擁有邊緣計算能力的IP攝像頭攝像頭比。華為將為因為這樣的技術，獲得巨大的優勢。