2015年成立於美國聖地亞哥的耐能是終端人工智慧解決方案的領導廠商,專注於設計高效率NPU和輕量級CNN演算法,公司賴以成名的就是其NPU IP方案。據半導體行業觀察之前的報導《從提供IP到量產晶片,這家AI新貴策略轉變背後的邏輯》中介紹,耐能成立至今已經推出了兩代六款的NPU IP,得益於其低功耗和高效能的設計,這些產品幫助耐能贏得了不少的客戶,並獲得了投資人的青睞。
但隨著終端市場的發展的變化,耐能方面發現,純粹的IP授權模式已經不再適合當下的需求,為此他們在日前推出了主打2D、3D影象識別需求的端側AI晶片KL520。“這也是全球第一顆能夠滿足語音和影象兩種AI需求的產品”,耐能創始人兼CEO劉峻誠說。
劉峻誠認為,未來的人工智慧市場將會是”Edge AI Net”,意思就是某些場景的AI應用就組成一張自有的“網”,這個“網”將會具備去中心化、多模輸入、離線本地處理、主動智慧和算力共享的特徵。在他看來,擁有隱私保護、實時、降低網路頻寬壓力和成本低的終端AI,會在未來的多個場景中爆發。
“這些不同場景對AI晶片就有了不同的需求,這時候擁有功耗、算力和成本優勢的定製化ASIC NPU就顯得尤其重要”,劉峻誠指出。這也就是他們推出其新AI晶片的原因。
據介紹,Kneron KL520使用聯電40nm工藝打造,搭配有兩個Arm Cortex-M4核心和自研的NPU。而這兩個Arm核心在SoC中分別扮演系統控制(ARM Cortex-M4@200MHz)和AI協處理器(ARM Cortex-M4@250MHz)的角色。而整個晶片的算力可以做到算力最高可達345GOPS (300MHz) ,平均功耗僅為500mW。
劉峻誠指出,雖然從資料上看,這個晶片的效能並不是很強悍,但如果考慮到他們產品所瞄準的應用場景,那麼我們就能看到這個晶片的價值。他強調,衡量一個AI晶片不能僅僅通過算力來判斷,因為這通過MAC數的堆積、製程工藝的提升就能輕而易舉地實現,但這同時也會帶來晶片功耗和麵積的提升、成本的增加。“只有擁有足夠的算力、最有競爭力的成本、最高的相容性和最低功耗的AI晶片才是終端最需要的”,劉峻誠補充說。
從他的介紹我們得知,作為作為一款專門為智慧物聯網設計的AI SoC,KL520擁有極高的MAC利用率,這是他們擁有深厚晶片底層架構設計能力的團隊的心血結晶,這也讓他們能夠在與競爭對手競爭的過程中保留極高的能耗比和價格優勢。
得益於此,KL520能夠給2D、3D影象識別提供支援,適配各種2D、3D感測器,適用於結構光、ToF、雙目視覺等3D感測技術並計算不同神經網路模型,且兼具規格、效能、成本等多重優點,解決3D模組相對較貴、晶片成本高和硬體功耗高等問題。正是這樣,這顆晶片能被廣泛應用於智慧門鎖、門禁系統、機器人、無人機、智慧家電、智慧玩具等智慧物聯網領域。
而能做到這一點,與耐能這顆晶片的可重構特性有很大關係。
劉峻誠告訴記者,KL520採用了可重構的晶片設計,增加了晶片的靈活性,這也是它能夠同時滿足面部、身體、手勢、物品、場景、車型、車牌等多種影象識別應用的加速需求的原因。再搭配其壓縮技術和動態儲存資源配置技術,可以讓晶片進一步提升其資源利用率。而其對 Vgg16, Resnet, GoogleNet, YOLO, Tiny YOLO, Lenet, MobileNet, Densenet和ONNX, Tensorflow, Keras, Caffe等第三方演算法和主流框架的支援,加上其完善的生態,讓開發者基於晶片的開發變得更強大和簡單。
“另外,因為其設計的特殊性,當KL520被應用為協處理器時,能夠分擔主晶片的AI算力,無需更換主晶片從而保留軟硬體資產;在面向智慧門鎖等輕量級應用,KL520憑藉內建M4 CPU,甚至還可直接替代主控晶片”,劉峻誠強調。
在產品釋出過程中,劉峻誠多次提到,因為他們團隊的人很多都是從高通出來的,他們對晶片的研發和投產有深刻的瞭解,他們對做晶片的敬畏也是很多其他廠商所不具備的。他們之所以會流片KL520也是經過多番考量和測試的,他們的目標也是要麼不做,要做就做一個能夠讓他們掙錢的產品。而在這顆產品出來之後,他們就同步宣佈了和幾個廠商的合作。
例如他們和奧比中光攜手做3D視覺技術方案,為智慧手機、刷臉支付、智慧安防、智慧門禁/閘機、智慧門鎖、智慧交通、智慧機器人、智慧物流、3D空間掃描、智慧家居、商顯投影、3D人體測量和智慧畜牧等一應用場景賦能,就是其中一個典型。而與大唐半導體和驀然認知的合作,則為他們的未來帶來更多的可能。
大唐半導體研發部技術總監母大學表示,智慧門鎖即將會進入快速發展期,但行業仍要面臨缺乏統一標準,各大廠商實力參差不齊,主控系統不夠穩健、2D人臉識別容易被攻破與 3D技術門檻高等挑戰,為此他們想著基於其安全晶片主控的優勢,結合低功耗AI晶片、3D人臉識別演算法與藍芽5.0,為市場帶來更優質的解決方案,而耐能就是他們在AI上面的合作伙伴。
母大學指出,因為他們非常看重供應鏈公司的整體實力,特別是技術實力和產品競爭力(如產品能否量產是最關鍵的考量標準)。他們在經過長期接觸和評估之後,就選擇了耐能成為了他們的合作伙伴。
“以這款KL520晶片來說,首先它不僅僅在規格、效能上領先,還有在成本上能實現比較好的平衡,讓方案擁有更全面的競爭力;其次在智慧門鎖特別是人臉識別智慧門鎖的高速成長階段,選用KL520,以更低的門檻切入,有機會快速搶佔市場;還有一點,就是耐能的服務和技術支援比較到位,展現出長期深耕AI晶片行業的決心,讓我們可以用耐能的晶片和方案做長期規劃,堅定了我們跟耐能合作的信心”,母大學說道。
從他的介紹中我們得知,耐能3D方案在專屬打造的輕量級AI晶片強大的AI算力的支援下,不僅利用了紅外人臉資訊(包括人臉識別、人臉比對、活體檢測),而且同時通過紅外相機和彩色相機得到的特徵點視差計算出人臉的3D資訊,然後將得到人臉3D資訊和人臉2D紅外影象資訊、RGB影象資訊通過耐能融合演算法與原始資料進行匹配,結果都和錄入資料匹配才算認證成功,安全性得到極大的提升,誤識率僅為數十萬分之一。同時對包括室內室外的光線環境均能很好適應,也能有效的防止多種材質的相片、螢幕甚至人臉模型的攻擊。
這樣就能幫助他們實現更高效、安全的智慧鎖方案。
來到驀然認知方面,作為智慧語⾳音座艙及對話應⽤用⽣生態的開創者。 他們專注於認知計算、自然語⾔理解,擁有自主的語⾳互動全棧技術(降噪+語音+語義+多輪對話+知識圖譜)。並以車機為入口、以對話OS為中心,支援多屏互動、多裝置協作、車家互聯,與IoT深度融合,助力智慧互聯生活。而他們也通過和耐能合作,實現AI的場景化落地。
在KL520效能的支援下,耐能還能將這個晶片應用到更多的領域中,但耐能並不滿足於此,他們現在已經規劃了更強的28nm和16nm產品,展望為未來的AI市場帶來更多的可能。
這一切都值得我們期待。