地平线的旭日二代芯片和AI商用落地“加速包”

on 2019-10-31 | by IT之家关注作者

来自麦肯锡的一份报告提到，在2020年，人们的衣食住行会因为AI技术的引入，整体生活质量提升60%。时至今日，AI企业不再沉迷于炫技，反而在商用落地的过程中寻求加速度。从深度学习到图像分类、语义理解，各式各样的AI技术，背后是场景差异化需求的体现。

在业内，地平线因芯片和自动驾驶而被人熟识。其中期目标是到2025年，每1000美金能买到的算力接近人脑水平，能够很好的支撑起高级别自动驾驶。若要实现这一目标，传统的芯片演进路线无法胜任。而地平线的芯片设计思路，是采用高速的并行，异构化、专业化的设计，并且在具体应用场景中，将算法和芯片架构充分地结合。

早在2015年创立之初，地平线就提出了软硬结合的理念，先后推出了基于高斯架构和伯努利架构的BPU，第三代BPU贝叶斯正在研发中。除了自动驾驶，芯片方面的经验同样适用于AIoT领域的业务线。

4年间，地平线在AI领域留下了一些重要轨迹：第一家AI芯片公司，台积电全球第一个AI客户，中国第一款边缘AI芯片。继两个月前，中国第一款车规级AI芯片征程二代发布后，地平线在安博会期间发布了新一代 AIoT 智能应用加速引擎——旭日二代边缘 AI 芯片。

地平线联合创始人&技术副总裁黄畅发布旭日二代|地平线

2017年年底，专用于AIoT场景的智能应用加速引擎旭日一代。经过一年多的时间，其落地出货量超过了10万片。「坦率说，这在整个芯片行业是很难得的，尤其地平线作为芯片的新军，第一代AIoT芯片就能取得这样的销量，在现阶段是非常不容易的」，地平线的联合创始人、技术副总裁黄畅表示。

旭日二代作为一代芯片的延续，其占用空间非常小，封装后的面积为14mm×14mm，内置A53双核处理器和两枚基于第二代架构的BPU人工智能加速器，采了用28纳米的工艺处理，功耗控制在2瓦左右。

地平线旭日二代芯片核心参数|地平线

黄畅称，旭日二代的性能在AI边缘侧芯片「绝无仅有」。实际测试结果表明，分类模型 MobileNet V2的运行速度超过每秒700张图片，检测模型Yolo V3的运行速度超过每秒40张图片。在运行这些业界领先的高效模型方面，旭日二代超过了业内标称4TOPS算力的AI芯片，等效于同等算力的GPU10倍以上。同时，旭日二代有强大的视频结构化能力，软硬协同优化可以高效地进行视频感知和分析理解。

目前在传统芯片领域，业内通常用每瓦多少TOPS（每10亿次计算是一个TOPS），来衡量芯片的能力，但是这样的衡量指标并不确切。黄畅指出，受限于芯片的架构设计、流水线和指令级的一些设计，以及带宽的约束，实际上器件利用率无法达到100%。前面提过，目前行业内AI处理器的应用率普遍停留在40%到50%的水平，而地平线称其处理器的器件利用率超过90%。

区别于传统的「PPA」的指标来衡量一颗芯片的性能，即Power、Performance、Area，对应功耗，处理任务的性能和芯片的成本，地平线提出，在 AI 时代，需要新的范式来定义性能。真正的有效算力，及其输出的算法性能需要从四个维度来衡量：每瓦的峰值算力和每美元的峰值算力，峰值算力的有效利用率，以及有效算力转化为 AI 性能的比率。

黄畅表示，旭日二代在今年3月份完成芯片流片，然后工程师团队又用了大半年时间，完善整个应用系统和工具链的开发。针对物联网场景下的主要目标群体「人」和「车」，旭日二代进行了算法优化，集成地平线第二代BPU架构(伯努利架构)，在边缘端即可实现全视频结构化能力，高效灵活地处理多类AI任务，包括10万到30万人的前端识别，密集人群时空属性行为分析，多种非机动车、机动车检测分类。前期客户验证表明，旭日二代可完全满足商业、办公、社区、园区、教育等物联网场景需求。

地平线通过软硬件协同优化，输出灵活而极致的AI效能|地平线

「我们在设计每个芯片的计算处理架构时，充分考虑到面向未来重要场景中的关键算法和计算特性，将其融入到芯片架构设计里面，并做了一些取舍和拿捏。使得芯片过了一年多，应用主流的关键高效算法时，仍然能够保持90%以上的器件利用率」，黄畅如是说。

此外，地平线还提供有相对完善的芯片工具链——Horizon OpenExplorer。其工具链兼备可视化调优调试工具、丰富的算法样例，为不同类型的客户开放。基于生态开放协同理念，地平线还加入 96 Boards社区，并推出了符合开源生态社区规范的边缘 AI开发套件。

黄畅透露，地平线计划在明年推出一个更加完整的旭日整体解决方案，届时，BPU的算力会得到大幅提升，同时系统的完整性会更强。「它会更好地整合多路的视频接入、处理、ISP、视频编辑码压缩，使其成为一个性价比和应用性大幅增强的系统。」

需要强调的是，地平线不是一家纯粹意义上的芯片公司，而是注重软硬结合能力的企业。地平线副总裁、智能物联芯片方案产品线总经理张永谦表示，有别于传统芯片公司和纯算法型公司，这一优势使其有能力去服务好有边缘侧AI落地需求的行业客户。

地平线 Hero AI 全场景能力集|地平线

在软硬结合方面，地平线可提供所谓「Hero全场景一站式」的交付方案。通过整合地平线AI芯片、算法、软件及摄像头模组，产品覆盖出入口门禁、可视对讲、办公考勤、智能摄像机、智能分析盒等人脸识别类终端产品。其业务链条可以下探至终端硬件的设计环节，一些研发能力不强的客户，可以拿到整体解决方案直接批量化生产。

据悉，地平线目前在 AIoT领域的合作伙伴已达百余家，并在智慧社区、智慧商业、智能楼宇、智慧校园、智能办公等典型场景与头部行业客户完成合作落地，实现线下场景服务数千万人口。