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6月20日，中星微“數字多媒體芯片技術(shù)”國家重點(diǎn)實(shí)驗室在京宣布，中國首款嵌入式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )處理器芯片（NPU）誕生，目前已應用于全球首款嵌入式視頻處理芯片“星光智能一號”。 “神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )”是不久前人工智能AlphaGo戰勝人類(lèi)圍棋冠軍李世石的法寶。而中星微的這款NPU芯片，則是做到了將“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )”小型化，量產(chǎn)化，成為全球首顆具備深度學(xué)習人工智能的嵌入式視頻采集壓縮編碼系統級芯片。這款基于深度學(xué)習的芯片運用在人臉識別上，最高能達到98%的準確率，超過(guò)人眼的識別率。 來(lái)源：澎湃新聞 記者：王盈穎 在2008年北京奧運會(huì )開(kāi)幕式上，10萬(wàn)觀(guān)眾“刷臉”入場(chǎng)，在100個(gè)關(guān)口接受了人臉識別系統的驗證。這是奧運史上第一次使用人臉識別技術(shù)，成為中國將該技術(shù)應用于安防的標志性事件。但當時(shí)，人臉識別仍然基于模式識別，準確率的天花板是88%，識別所需時(shí)間也較長(cháng)。 深度學(xué)習是源于對生物人腦機理的仿生學(xué)研究，其動(dòng)機在于建立、模擬人腦進(jìn)行分析學(xué)習的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )。它的出現打破了這層天花板，將人臉識別技術(shù)的準確率提升了10個(gè)百分點(diǎn)。 近日，中星微“數字多媒體芯片技術(shù)”國家重點(diǎn)實(shí)驗室宣布，已研發(fā)成功了中國首款嵌入式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )處理器（NPU）芯片，成為全球首顆具備深度學(xué)習人工智能的嵌入式視頻采集壓縮編碼系統級芯片，并取名“星光智能一號”。這款基于深度學(xué)習的芯片運用在人臉識別上，最高能達到98%的準確率，超過(guò)人眼的識別率。該芯片于今年3月6日實(shí)現量產(chǎn)，目前出貨量為十幾萬(wàn)件。 該實(shí)驗室執行主任、中星微首席技術(shù)官張韻東在接受澎湃新聞（www.thepaper.cn）采訪(fǎng)時(shí)表示，裝備了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )處理器的芯片應用在監控攝像頭上，攝影頭由“眼睛”升級為“帶有大腦的眼睛”，這是全球首次。 “數字多媒體芯片技術(shù)”國家重點(diǎn)實(shí)驗室成立于2010年，依托于北京中星微電子有限公司，由科技部批準建立。據資料顯示，中星微電子有限公司于1999年由原國家信息產(chǎn)業(yè)部直接投資創(chuàng )立，是專(zhuān)攻芯片技術(shù)的公司中的“國家隊”，其研發(fā)的“星光系列芯片”曾打破國際市場(chǎng)上無(wú)“中國芯”的局面。 人工智能的落地 “星光智能一號”是一款嵌入式NPU。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )處理器NPU（Neural Processing Unit）還未被熟知，卻是芯片領(lǐng)域熱門(mén)的技術(shù)。它與馮諾依曼架構中的CPU處理器相對，采用的是“數據驅動(dòng)并行計算”這種顛覆性的新型架構。如果將馮諾依曼架構處理數據的方式類(lèi)比成單車(chē)道，那么“數據驅動(dòng)并行計算”是128條多車(chē)道并行，可以同時(shí)處理128個(gè)數據，利于處理視頻、圖像類(lèi)的海量多媒體數據。 
中星微NPU架構圖 在業(yè)內，單位功耗的計算性能，也就是性能功耗比，被用來(lái)衡量處理器架構的優(yōu)劣。據該實(shí)驗室執行主任、中星微首席技術(shù)官張韻東對澎湃新聞（www.thepaper.cn）介紹，“星光智能一號”的性能功耗比在傳統的馮諾依曼架構上“至少提高了兩三個(gè)數量級”，也就是幾百倍。 高功耗是很多頂尖人工智能技術(shù)被詬病的。IBM20世紀的“深藍”和谷歌2016的AlphaGo因其需要由巨大的數據計算支撐，前者使用超級計算機，后者使用服務(wù)器集群，無(wú)法脫離恒定溫度和濕度的機房。AlphaGo下一盤(pán)棋光電費就需要3000美元。張韻東將它們稱(chēng)之為“一場(chǎng)科學(xué)實(shí)驗”，離技術(shù)落地、投入應用還有較遠的距離。 這凸顯了嵌入式NPU的小型化、低功耗和低成本優(yōu)勢，加快人工智能技術(shù)落地應用。例如無(wú)人機對攝像頭的重量和功耗有很高的要求，否則會(huì )影響起飛和續航能力。而“星光智能一號”只有普通郵票大小，重量?jì)H幾十克，它的誕生讓諸多監控攝像頭等小型設備有了人工智能化的可能，邁出了人工智能從神秘的機房，跨向生活應用的一步。
“星光智能一號”芯片和主板 大腦與眼睛兼得 “我們這個(gè)芯片，是全球第一個(gè)集成了大腦和眼睛的芯片�！� 張韻東分別將芯片中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )處理器和視頻采集、壓縮編碼系統，類(lèi)比成大腦和眼睛。裝備了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )處理器的芯片應用在監控攝像頭上，攝影頭由“眼睛”升級為“帶有大腦的眼睛”。 除了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )處理器，國家重點(diǎn)實(shí)驗學(xué)術(shù)委員會(huì )主任楊曉東介紹，“星光智能一號”集成了國家標準（SVAC）的音視頻編解碼器。這個(gè)國家標準在2010年，由中星微和公安部合作制定，是全球第一個(gè)專(zhuān)門(mén)針對安防監控的視頻編寫(xiě)標準。張韻東解釋說(shuō)，由于視頻文件太大，只有通過(guò)編碼才能在網(wǎng)絡(luò )上傳輸，而原先的標準借用國外，是針對廣播電視節目，在安全性方面不佳。SVAC則解決了該問(wèn)題。經(jīng)過(guò)6年的時(shí)間，該標準已經(jīng)在國內大規模使用，有望走向國際。 SVAC標準和人工智能分析技術(shù)的聯(lián)姻在安防、偵查上有不錯的成效。2013年11月，山西省省委附近發(fā)生連環(huán)爆炸，根據省委附近的攝像頭，公安鎖定了犯罪嫌疑人的車(chē)輛，通過(guò)人工智能比對、分析，在48小時(shí)內破案。 除了安防，今后，大腦與眼睛兼得的“星光智能一號”將應用于汽車(chē)無(wú)人駕駛或智能輔助，無(wú)人機自動(dòng)拍攝、跟蹤、避障，智能機器人理解合成語(yǔ)言、娛樂(lè )和陪護等方面�！吧疃葘W(xué)習的芯片有一個(gè)學(xué)習的過(guò)程，就像一個(gè)正在成長(cháng)的小孩，它的訓練、學(xué)習有一個(gè)過(guò)程，使用了很多樣本作為它學(xué)習的數據�！睆堩崠|說(shuō)，隨著(zhù)樣本不斷的積累，芯片的“智商”會(huì )越來(lái)越高。 下一代NPU會(huì )帶來(lái)什么驚喜？芯片也許會(huì )更逼近人腦的運算機理，在低功耗和強計算能力上取得變革性的跨越，從而使得在可穿戴硬件上實(shí)現人工智能。 |
