地平線在深圳召開了主題為“釋放·芯效能”的新產(chǎn)品發(fā)布會，正式推出了全新一代的AIoT邊緣AI芯片平臺——地平線旭日3。

Auto＋AIoT雙飛輪戰(zhàn)略

“自2015年成立至今，地平線已經(jīng)在AI領(lǐng)域探索了5年，‘賦能萬物’這是地平線成立的初心?！钡仄骄€創(chuàng)始人兼CEO余凱闡釋地平線開放賦能戰(zhàn)略，“未來世界會有很多智能機器，服務(wù)于每個人的生活，讓每個人的生活更安全，更美好。賦能萬物究竟如何戰(zhàn)略落地？今天我們有了更加清晰的答案——這就是地平線的‘雙飛輪戰(zhàn)略’：Auto＋AIoT?！?/p>

而地平線的“Auto＋AIoT”戰(zhàn)略落地到產(chǎn)品，則是針對汽車領(lǐng)域的征程系列和針對AIoT領(lǐng)域的旭日系列。目前地平線征程系列已經(jīng)成功在汽車市場打開了局面，其中征程2已經(jīng)成功進入了前裝市場，僅長安一款車型，半年時間就已經(jīng)出貨了幾十萬片。

“地平線是中國唯一實現(xiàn)前裝量產(chǎn)的車規(guī)級AI芯片?！庇鄤P非常自豪的說到。余凱還透露，明年汽車前裝市場將會有20多款基于地平線征程芯片的車型上市。

相對于的征程系列芯片的成功，旭日系列芯片的成果則顯得不是那么的耀眼，當(dāng)然這也與AIoT市場本身的碎片化有關(guān)，需要持續(xù)的投入和市場培育。

旭日3系列發(fā)布：AI算力最高5TOPS，擁有極致效能

地平線此次發(fā)布的旭日3系列AIoT芯片，采用臺積電16nm HPC＋工藝，擁有旭日3M和旭日3E兩個型號，分別應(yīng)對客戶對于不同AI算力的需求。

其中，旭日3M基于四核Arm Cortex-A53高能效處理器，主頻1.2GHz，集成了兩個地平線新一代BPU核心，在2.5W的典型功耗下，能夠達(dá)到等效5TOPS的標(biāo)準(zhǔn)算力，同時提供了豐富的接口，內(nèi)存帶寬可達(dá)3200Mbps，編解碼能力和ISP效果也很優(yōu)秀，可支持1200萬像素攝像頭，滿足客戶不同產(chǎn)品類型的開發(fā)需要。

而旭日3E則相當(dāng)于旭日3M的簡配版，CPU核心改為了雙核的Arm Cortex-A53，主頻保持1.2GHz不變，同樣也是集成了兩個地平線第二代BPU核心，不過算力降至了3TOPS，內(nèi)存帶寬可達(dá)2666Mbps，支持500萬像素攝像頭。

得益于第二代更強大的BPU核心，以及對于DRR大帶寬的支持和編譯器對于算法的高效優(yōu)化，旭日3系列的算力利用率高達(dá)95%，達(dá)到了業(yè)界領(lǐng)先地位。

地平線聯(lián)合創(chuàng)始人兼技術(shù)副總裁黃暢表示：“一個加速器在SoC系統(tǒng)里面，往往面臨處理器效率不高的問題。而處理效率不高有很多原因，有架構(gòu)本身原因，也有DDR瓶頸的問題。我們地平線的編譯器團隊，通過將先進算法高效部署在處理器里面進行加速和計算，實現(xiàn)了高達(dá)95%的算力利用率?！?/p>

“如果用常規(guī)的方法去編譯，一個高效模型處理一幀高清圖片可能需要消耗140MB的帶寬，計算延遲達(dá)到40多毫秒，這個時候利用率只有57%，57%在整個行業(yè)里面在AI處理器利用率已經(jīng)是相對不錯的成績了。但是我們通過對編譯器的優(yōu)化，使得同樣高效算法，同樣一個芯片，我們將整個計算進行細(xì)致拆解重組，充分發(fā)揮片上存儲的能力，充分發(fā)揮上面每一個計算的單位，處理一張大圖，同樣的算法帶寬只需要34MB，極大的壓縮了對于帶寬的需求，利用率高達(dá)95%。”黃暢進一步舉例解釋到。

此外，旭日3系列還擁有強大的視頻流處理器能力。旭日3系列能夠接入4到8路攝像頭，攝像頭分辨率可支持最高1200萬像素，硬件支持多攝像頭之間的精確同步，也可支持對于攝像頭進行校正，內(nèi)置的高性能ISP，可以進行高效能的圖像處理，得到清晰、高質(zhì)量畫質(zhì)，再加上高性能低帶寬的特性，旭日3系列能夠支持智能NVR、DVR在車載里面的環(huán)視，以及各種常見的視覺應(yīng)用。

黃暢表示：“旭日3的AI性能極其出色，特別是在最新的邊緣側(cè)深度網(wǎng)絡(luò)下有非常好的優(yōu)化效果，使得客戶可以充分利用芯片算力。在SoC處理器的基礎(chǔ)能力之上，旭日3系列匹配強大的CPU、Codec、ISP能力，并且提供兩種規(guī)格，以滿足不同的市場需要，在行業(yè)內(nèi)具有很強的競爭力?！?/p>

隨著用戶對于信息安全的越來越重視，芯片廠商也在不斷加強芯片安全保護機制。地平線旭日3系列在硬件層面上將BOOT寫到芯片里面，可以確保非法軟件無法運行在旭日3系列上。而且在BOOT階段，是直接被加載到BPU運行空間，內(nèi)存隔離機制為BPU創(chuàng)造了絕對安全的運行空間，這是一個完全隔離的獨立環(huán)境，使得黑客即使入侵到應(yīng)用側(cè)，也無法接觸到BPU所使用模型參數(shù)和數(shù)據(jù)。此外，地平線還提供了一個非常完善的授權(quán)管理服務(wù)，通過遠(yuǎn)端進行ONLINE的授權(quán)和離線授權(quán)，支持授權(quán)版本自定義，授權(quán)碼的發(fā)放，方面客戶應(yīng)用。

豐富的開發(fā)工具鏈，讓旭日3系列極簡易用

有了好的AI芯片，也需要有相應(yīng)的開發(fā)工具，幫助開發(fā)者和客戶更快、更省、更高效的的完成場景應(yīng)用落地。對此，地平線很早就推出了“天工開物”AI開發(fā)平臺，包括大量的高精度模型庫（業(yè)界流行的模型、自研模型、最佳實踐模型），可以使得算法研發(fā)成本節(jié)省70%，訓(xùn)練成本節(jié)省90%；還擁有支持訓(xùn)練和預(yù)測的AI芯片全棧工具鏈，算法研發(fā)成本可減少50%；AI應(yīng)用開發(fā)中間件，可使得工程研發(fā)成本降低50%。

具體來說，基于天工開物平臺，地平線提供大量高精度的模型，開發(fā)者拿到這個模型，可以直接拿去用，或者加入一點點數(shù)據(jù)在細(xì)致調(diào)一個，可以得到非常好的模型，并可以高效部署在芯片上，從而免除算法和芯片適配的問題，使得整個訓(xùn)練成本和研發(fā)成本會大大的節(jié)省。

地平線提供的易用且精度損失低的轉(zhuǎn)換工具和高性能高精度的量化訓(xùn)練工具，支持浮點轉(zhuǎn)定點的模式，可以把模型轉(zhuǎn)化所損失的精度再轉(zhuǎn)化出來，這個對于極度追求精度的客戶是非常重要的。

地平線還提出參考算法的新理念。以往，開發(fā)者要么選擇自己從頭開研發(fā)算法，要么是采用第三方的商用算法，而這個商用算法多數(shù)是“黑盒子”，只能拿來用，難以持續(xù)去提高。而地平線提供的參考算法則是基于開源數(shù)據(jù)集或地平線自有數(shù)據(jù)集訓(xùn)練得到的高精度算法，是免費提供給客戶的。

黃暢表示：“客戶拿到參考算法后，可以結(jié)合在相應(yīng)場景當(dāng)中搜集到的數(shù)據(jù)，加入到預(yù)訓(xùn)練上的算法，簡單迭代之后就可以產(chǎn)生一個有差異化，屬于客戶自己的算法。這個就是使用這一套流程去開發(fā)整個算法，研發(fā)成本能夠極大降低的最大原因。因為我們提供性能非常好的預(yù)訓(xùn)練的參考算法，這樣參考算法在工具鏈里面提升之后，我們客戶可以為產(chǎn)品構(gòu)建自己的算法，從而建立自己的算法，使得整個產(chǎn)品上市時間能夠縮短一半，我們持續(xù)在芯片上，不僅僅在芯片設(shè)計本身，不僅僅在我們芯片工具鏈本身，在這上面承載了各種各樣標(biāo)準(zhǔn)化的模型，我們會持續(xù)去打造?！?/p>

此外，地平線還提供了加速嵌入式研發(fā)的開源應(yīng)用中間件（AI Express），集合了很多人體結(jié)構(gòu)化（比如人形、骨骼、手勢、關(guān)鍵點）、場景化和常用的AI應(yīng)用參考代碼，開發(fā)者可以輕松完成應(yīng)用的開發(fā)，并且運行效率也可以保證非常高。

“地平線基于芯片、算法和工具鏈組成的底層計算平臺，將行業(yè)領(lǐng)先的算法能力和芯片產(chǎn)品開放給客戶、合作伙伴、開發(fā)者，并提供全面開放的賦能支持，降低AI開發(fā)難度和落地門檻，加速AI在各行各業(yè)的應(yīng)用?！秉S暢說到。

未來3年出貨將超千萬

根據(jù)此前的信息顯示，地平線旭日1和旭日2已經(jīng)累計出貨將近百萬。而隨著功能更加強大的旭日3的推出，以及AIoT市場的持續(xù)爆發(fā)，地平線也對于未來有著較高的預(yù)期。

余凱表示，“今年發(fā)布會來了一百多家客戶，大多都有采用我們的旭日芯片，目前有一家客戶現(xiàn)在3年訂單已有幾百萬，我覺得未來三年突破千萬級是合理預(yù)估。但是這個只是預(yù)估，現(xiàn)在還并不是現(xiàn)實?！?/p>

此外，在此次發(fā)布上，地平線還透露2021年將會跳過旭日4，直接推出旭日5。而根據(jù)Roadmap顯示，旭日5將會采用Arm 2/4 x A55 CPU內(nèi)核，集成雙核的第三代BPU內(nèi)核，支持H.264/H.265 4K/8K。

“面向AI落地需求，地平線未來會持續(xù)增強自研AI芯片的算力密度，提供矩陣式的芯片規(guī)格，同時擴展通用性算法需求，滿足不同客戶采用多樣化網(wǎng)絡(luò)模型的需求?！秉S暢表示，2021年地平線將發(fā)布更強勁的旭日5系列芯片，向行業(yè)釋放更加靈活而極致的AI效能。

力推AI真實性能評價標(biāo)準(zhǔn)：MAPS

目前在AI芯片領(lǐng)域，評價AI芯片性能的關(guān)鍵指標(biāo)是TOPS，即每秒10億次計算的峰值算力能力，但是各家AI芯片廠商公布的這個算力指標(biāo)都是基于半導(dǎo)體硅片的理論峰值性能，而這個是依賴于半導(dǎo)體工藝制程的，并不是將算法部署到芯片上之后的實際算力的體現(xiàn)。此外，也有業(yè)內(nèi)知名的基準(zhǔn)測試組織MLPerf，但是其采用的模型少且更新速度滯后于算法演進的速度，無法及時反映算法效率的提升以及各種精度下芯片能夠達(dá)到的計算速度，因而無法描述芯片AI性能的全貌。

對此，地平線首創(chuàng)提出了全新的AI真實效能評價標(biāo)準(zhǔn)——MAPS（Mean Accuracy-guaranteed Processing Speed，在精度有保障范圍內(nèi)的平均處理速度），在應(yīng)用場景中最常見的精度保障范圍內(nèi)，考察每顆芯片的平均處理速度?？梢哉f，MAPS更加關(guān)注的是任務(wù)的最終效果與性能，包容任務(wù)執(zhí)行時可采用的所有網(wǎng)絡(luò)選擇，能夠幫助客戶找到最為適宜的整體AI落地方案。

具體來說，MAPS代表著最真實的AI效能指標(biāo)，它等于舊摩爾定律下的理論峰值計算效能×實際的有效利用率×新摩爾定律（AI算法效率），并且是在精度有保障范圍內(nèi)的平均表現(xiàn)。

以谷歌TPU為例，可以看到下圖中，縱軸是標(biāo)準(zhǔn)的圖像分類任務(wù)ImageNet TOP·1的準(zhǔn)確率，體現(xiàn)的是算法的精度，可以在上面去運行各種各樣不同的算法模型去完成圖像分類，橫軸是每秒鐘處理的幀率，體現(xiàn)的是處理速度。如果把每一個算法模型運行在TOU上，就可以得到對應(yīng)的速度和精度，而將這些算法得到的結(jié)果都作為一個坐標(biāo)點標(biāo)記到圖上，然后根據(jù)實際應(yīng)用需求選擇一個最有價值精度區(qū)間，比如75%到85.5%的精度范圍，根據(jù)那些坐標(biāo)點去尋找一個最大的多邊形，再把多邊形的面積計算出來去除以精度范圍，從而得到一個平均的處理速度，從而最終得到MAPS的指標(biāo)。

值得一提的是，此次地平線推出的旭日3系列芯片，正是以MAPS作為關(guān)鍵指標(biāo)來進行設(shè)計和優(yōu)化的，從下圖當(dāng)中我們可以看到，旭日3在圖像分類任務(wù)上可以有效適配Google提出的EfficientNet系列網(wǎng)絡(luò)，其AI真實性能表現(xiàn)，遠(yuǎn)超其他同類的4TOPS算力的AI芯片，即便是相比11.4TOPS算力的AI芯片，在追求更高的處理速度的曲線內(nèi)也是遙遙領(lǐng)先，最高可達(dá)416FPS。

“MAPS是我們推出的一個關(guān)于AI真實算力更合理的評估方式，是在精度有保障范圍內(nèi)的平均處理速度，是應(yīng)用需求精度范圍內(nèi)看平均處理速度能有多快，這個是更加接近真實應(yīng)用場景的AI性能評估方式。我們希望MAPS能夠指導(dǎo)業(yè)界去研究框架和算法，研究所有方方面面能夠影響到真實AI性能的技術(shù)，提出一個共同的目標(biāo)，讓大家形成一個合力，都朝著真正關(guān)注AI算法到底能夠做到多準(zhǔn)確，能夠多快，圍著同樣一個MAPS目標(biāo)去前進，這是我們提出評估方面最重要的初衷?！秉S暢說到。

在會后專訪環(huán)節(jié)，地平線CEO余凱向芯智訊表示：“對于用戶來說，關(guān)注客觀真實AI算力才是更具價值的，而不是簡單的追逐TOPS指標(biāo)。MAPS是我們提出的一個公開的、透明的、開放的指標(biāo)，我們也希望能夠有更多的廠商參與進來。不過，我們最好讓開發(fā)者第三方去跑，然后給出分?jǐn)?shù)，而不是廠家自己。對于開發(fā)者來說，MAPS這個標(biāo)準(zhǔn)是最終對他們的應(yīng)用場景最相關(guān)、最直接的評價指標(biāo)，因為TOPS太間接了，我們朝著公開、透明的方式，我們不求一步到位絕對的精確，但是我們一定要把這個行業(yè)往前推進?！?/p>

此外，為了推動MAPS標(biāo)準(zhǔn)，余凱還透露，地平線最近正在與某業(yè)內(nèi)知名的AIoT終端大廠的研發(fā)機構(gòu)合作，雙方將一起來共同推進這件事情。

當(dāng)然，地平線本身作為一家AI芯片廠商，來希望將自己提出的這個MAPS標(biāo)準(zhǔn)推而廣之，成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可能也會引發(fā)一些爭議。不過，余凱強調(diào)：“地平線做這件事情一定要以公心來推動整個行業(yè)發(fā)展，最后不同的意見肯定會有，但是我覺得我們先邁出這一步，讓大家把意見提出來，對整個行業(yè)是進步。如果沒有一個廠家往前邁一步，都停留在虛無縹緲的TOPS上，那永遠(yuǎn)進步不了，不管怎么樣先做起來，啟發(fā)大家產(chǎn)生有建設(shè)性的爭論，都是好事，比虛假的一團和氣的好。而且中國現(xiàn)在正好在整個AI芯片這一塊領(lǐng)先全球的，我們自己要有原創(chuàng)心，不要懈怠，讓自己觀點拋出來，讓大家來爭論，整個行業(yè)才更具活力，如果死氣沉沉，怎樣往前發(fā)展？表面一團和氣還不如來一個關(guān)于行業(yè)發(fā)展方向的一個爭議討論?！?/p>

開放賦能，打造“方案商生態(tài)”＋“開發(fā)者生態(tài)”

伴隨著此次旭日3系列的發(fā)布，地平線還攜手合作伙伴針對相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域推出了相應(yīng)的軟硬結(jié)合的參考方案，比如IPC參考方案、USB CAM參考方案、同行面板方案、車載后裝參考方案、邊緣計算盒參考方案，可應(yīng)用于智能會議、智能家居、交互機器人、車載后裝、通行考勤等諸多應(yīng)用場景。

那么，這是否意味著地平線會自己來推芯片方案，甚至是自己來做集成？

余凱告訴芯智訊：“我們自己不會做主板方案，更不會去做整機，因為那些都是由我們賦能的伙伴來做的，我們定位就是底層賦能，不會去跟我們的合作伙伴去搶生意。我們在所有行業(yè)里面都不會做硬件方案，包括整體解決方案，都是讓我們的合作伙伴去做。因為我們覺得整個人工智能場景還是非常碎片化的，一家廠商做不了那么多事情，我們要做的是把大家的開發(fā)門檻降低，讓更多廠商跟合作伙伴可以基于我們的芯片能夠去開發(fā)各種各樣的應(yīng)用。所以我們要致力于打造開放、繁榮、活躍的方案商生態(tài)和開發(fā)者生態(tài)。”

具體來說，基于邊緣AI芯片，地平線正打造一個多層次、多維度、多樣性的開放生態(tài)體系。在方案商生態(tài)方面，無論是硬件方案商，還是垂直領(lǐng)域的解決方案商，還是軟硬一體的整體解決方案商，地平線都將依托于底層技術(shù)能力，賦能方案商合作伙伴，幫助他們把對于場景的理解注入到產(chǎn)品中去，打造各種解決方案，賦能各行各業(yè)。

在開發(fā)者生態(tài)方面，地平線也將積淀多年并經(jīng)過應(yīng)用落地驗證的技術(shù)組件‘白盒’開放出來，其中包括中間件，參考算法，應(yīng)用參考設(shè)計，算法訓(xùn)練平臺等，幫助開發(fā)者進一步加速AI落地。同時，地平線還通過開發(fā)者生態(tài)計劃，依托開放易用的“天工開物”AI開發(fā)平臺，一站式AI開發(fā)者社區(qū)和AI加速營開發(fā)者扶持計劃，向開發(fā)者提供加速AIoT應(yīng)用孵化的全鏈條支持，助力AI應(yīng)用探索創(chuàng)新。

此外，地平線后續(xù)還將每年舉辦技術(shù)生態(tài)大會，介紹最新的芯片以及軟件成果，包括地平線提供所有的素材、教程以及激勵計劃，去繁榮這兩個生態(tài)。

地平線AIoT產(chǎn)品線總經(jīng)理王叢也表示：“地平線并不僅僅是芯片提供商，而是AI芯片應(yīng)用落地的生態(tài)賦能者。地平線的理念就是開放賦能，一路成就客戶。客戶選擇地平線也不僅是選擇一顆芯片，而是選擇 AI 時代的長期伙伴?！?br /> 責(zé)任編輯:pj