除了電腦和手機,芯片還有哪些應用?又有多重要?

2017年我國芯片業進口額高達2601.4億美元,約佔世界的68.8%。很多人心目中的芯片就是電腦和手機的CPU(中央處理器),其實芯片多種多樣。

除了电脑和手机,芯片还有哪些应用?又有多重要?

△去掉蓋子後的芯片內膽

芯片無處不在

你家裡上網用的路由器需要芯片,冰箱、洗衣機、空調、電視等也需要芯片,甚至大街上的紅綠燈系統都需要芯片,芯片無處不在。

除了电脑和手机,芯片还有哪些应用?又有多重要?

△芯片/視覺中國

可遺憾的是,這個領域是我們的短板,目前中國芯片自給率很低,這是不是就意味著中國企業在芯片領域沒有機會了?

為說明這個問題,咱們先來認識一個新東西,NPU。

NPU是什麼?

這幾年,人工智能(AI)如火如荼,相比過去更多地出現在科幻電影和小說中,現在的人工智能,已經走入大眾。

具體到我們身邊的應用,諸如手機上的語音助手、指紋識別、面部識別、虹膜識別等等,都是人工智能的應用場景。軍用的,民用的無人機大量出現,而無人駕駛車輛更是未來的潮流,這些,全都離不開人工智能。

除了电脑和手机,芯片还有哪些应用?又有多重要?

△芯片/視覺中國

但人工智能不是空中樓閣,她必須附著在某個東西上,這就是芯片。傳統的CPU、GPU(圖形處理器)也能進行AI計算,但效率很低。

這不難理解,CPU什麼都能幹,就好像一個人,他能搞科研,還會畫畫,唱歌好,跳舞棒,會寫作,能演講,還懂管理,這就是CPU——全面發展可能意味著全面平庸。

人工智能這麼重要,應用面又如此之廣,顯然,我們迫切地需要一種芯片,它特別擅長智能算法、深度學習,這就是NPU,一種嵌入式神經網絡處理器。

國產智能芯片

2017年9月,華為發佈了全球首款人工智能手機芯片麒麟970,之所以被稱為“人工智能芯片”,這是因為芯片公司在他們的芯片上添加了自己的智能芯片“寒武紀1A”。

除了电脑和手机,芯片还有哪些应用?又有多重要?

在處理人工智能應用時,“寒武紀1A”的性能是4核CPU的25倍以上,而耗用的電量卻只有五十分之一。

搭載“寒武紀1A”的麒麟970芯片每分鐘可識別2005張照片,而蘋果的A11處理器只能處理889張照片,三星S8每分鐘只能識別95張。

除了电脑和手机,芯片还有哪些应用?又有多重要?

△照片識別速度對比:左為華為手機,中間iPhone 8,右邊三星S8

NPU很重要

人工智能需要的計算量通常都很大,有的計算量是手機上的CPU無法獨立完成的,而能完成的那些,要麼耗時很長,要麼耗電很大,得不償失。無疑,這會限制人工智能在手機以及其他終端上的的各種應用。

除了电脑和手机,芯片还有哪些应用?又有多重要?

△機器蝴蝶

無人機在自主飛行時需要處理大量數據,假如有數據處理不了,就只能通過網絡上傳到更強大的服務器端來完成,然而,即使上傳後,服務器處理後再發給無人機,也會帶來大量耗時。

但如果無人機添加了人工智能處理器,那麼,無人機就具備了更大量的本地處理能力。

不盲目樂觀 也不盲目悲觀

人工智能是通向未來的鑰匙,目前來看,

承載人工智能最好的芯片是“神經網絡處理器”,但正如沒有CPU,GPU也沒法用一樣,沒有CPU,NPU也沒法使用。放眼整個芯片領域,中國還未掌握話語權,研發之路任重而道遠。

除了电脑和手机,芯片还有哪些应用?又有多重要?

△芯片/視覺中國

中國在人工智能芯片上的領先是暫時的,如果沒有持續的研發投入,國外的芯片巨頭技術實力強悍,資金雄厚,我們很容易被趕超。即使中國產的NPU一直領先,但國外手機廠商出於各種自身的原因而一直不使用,也會很麻煩。

幸運的是,我們已經有了很多國產手機廠商,只要芯片性能夠好,相信他們會用。人工智能芯片的應用場景絕不侷限於手機,在無人機、無人駕駛、智能家居、機器人等領域都會開花結果。


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