得益于AI、5G和边缘计算的突破,海量碎片化设备的连接及其数据的分析处理成为当前AI落地的一个重要课题。这样的背景下,嘉楠科技等本土芯势力正迎来春天。
突破口在于边缘侧市场。目前,传统IDC的建设速度无法追赶日益爆发的设备增量,算力下沉至边缘侧成为趋势。另一方面,边缘侧AI芯片强调专用化,即面向细分场景进行研发设计,市场空间广阔。就嘉楠科技等本土芯片厂商而言,无论在产品能耗比的提升,还是根据业务场景定制算法等方面,都面临巨大机遇。
勘智K210:完全基于自研 视听一体与定制化灵活适配场景需求
9月6日,嘉楠科技推出自主设计研发的全球首款基于RISC-V的量产商用边缘智能计算芯片勘智K210。该芯片依托于完全自主研发的AI神经网络加速器KPU,具备自主IP、视听兼具与可编程能力三大特点,能够充分适配多个业务场景的需求。
(嘉楠科技一代边缘侧AI芯片勘智K210)
作为嘉楠科技自主研发的边缘侧AI芯片,勘智K210兼具高能耗比和灵活性。在算力方面,勘智K210可在0.3W的条件下提供1TOP的算力支持,充分适配在多数业务场景中低功耗约束下的算力需求。
在芯片集成度方面,勘智K210采用视听一体化设计。在机器视觉上,芯片基于自主研发的神经网络加速器KPU,可完成基于神经网络的图像分类任务,进行人脸识别与检测,以及实时获被检测目标的分类。在听觉能力上,芯片自带APU语音处理单元,最高可支持8路音频数据及16个方向,无需占用CPU即可实现声源定向、声场成像、波束形成、语音识别与唤醒等功能。
在算法定制化方面,勘智K210在可编程能力上呈现出更高的灵活性。首先,相比ARM等架构,勘智K210采用RISC-V架构,拥有更强的可定制化能力,便于开发者根据具体应用场景定制算法。其次,芯片搭载FPIOA现场可编程IO阵列,支持TensorFlow、Keras、Darknet、PaddlePaddle和Caffe等主流AI编程框架,以及全面的开发文档,对开发者十分友好。
此外,芯片内置64位双核处理器架构,分为计算核与应用核,能够为开发者提供足以应对复杂业务场景的计算资源。
作为一家AI芯片厂商,嘉楠科技在坚持做好核心技术自研的基础上,联通合作伙伴和下游厂商,完成嘉楠芯力在智能安防、智能能耗和智慧林业多个领域的交付使用。目前,嘉楠科技与百度在边缘侧AI领域达成深度合作,其联合研发的开发板PaddlePi-K210已实现在智能监控、人脸闸机等场景的应用。其中,由嘉楠科技研发的无感门禁系统已部署至软通智慧总部大楼,实现日均每监控点2000次的识别数量。
嘉楠联合百度推出PaddlePi-K210:一站式服务AI落地
5月,嘉楠科技与百度联合发布了边缘侧AI开发板PaddlePi-K210。该产品是嘉楠科技为百度边缘侧应用开发的定制版本,也是首款打通百度PaddlePaddle模型设备端部署解决方案的硬件。
从外观上看,该产品作为开发板,尺寸仅为3X3cm,相当于一个火柴盒大小,便于系统集成和在实际业务场景中的落地。事实上,这体现了嘉楠科技在产品设计思路上的考量——满足边缘侧设备严苛的功耗限制,以及对推理速度的高要求。
具体而言,嘉楠科技在产品设计上主要呈现出三个特点。首先是高能耗比,基于嘉楠科技自主研发的勘智K210,PaddlePi-K210可在仅为0.3W的低功耗状态下提供1TOPS的算力支持,即使搭载摄像头等外部设备,其功耗也只有1W左右。
其次是高集成度的SoC设计,该开发板的芯片架构基于勘智K210,具备视听一体化功能,能够灵活适配智能安防、智能家居和智慧农业等典型应用场景。
最后,为降低开发门槛,该产品一站式提供开发板及核心计算卡,完全打通 PaddlePaddle模型设备端部署解决方案。开发者不需要硬件更改,使用公版模具就可以一直支持用户做到产品小样阶段,对开发者十分友好。
金融级识别:嘉楠科技打通边缘侧人脸识别壁垒
在与百度等算法厂商进行深度合作的同时,嘉楠科技也基于自身的核芯技术能力,打造集芯片、算法和系统集成的一站式AI解决方案,为更多下游厂商提供服务。
例如在人脸识别领域,软通动力总部大楼共有集团员工 5万人,对传统的门禁监控方式提出挑战。嘉楠科技为软通部署的无感门禁系统,支持用户在自然状态下的身份识别,无需将面部对准摄像头即可完成身份认证。在识别的精准度方面,该系统内置99.96%金融支付级精准人脸识别算法,并可通过单目活体检测的方式提供人脸防伪,足以应对多数场景下的监控需求。
(人脸识别AI模组)
目前,市面主流的人脸识别方案均采用中心化的技术架构,即将摄像头采集的图像上传至云端进行分析与处理。对于很多企业而言,这不仅意味着由传输带宽、购买云服务带来的边际成本,更重要的是数据隐私难以得到充分保障。而另一方面,在边缘侧人脸识别领域,企业大多依赖于安卓系统以及国外技术厂商。
嘉楠科技研发的无感门禁系统则在很大程度上弥补了国产技术在该领域的空白。该门禁系统基于其自主研发的一代边缘侧AI芯片勘智K210,支持数据离线存储与处理,可在边缘侧存储 10000张人脸信息和20000条开门记录,以本地计算的方式直接上传人脸特征值等文本结果,无需搭建后端服务器集群与私有云。
探索嘉楠芯力在更多场景的应用
目前,嘉楠科技正持续探索边缘侧AI芯片在智慧能耗、防治病虫害等更多业务场景下的应用。事实上,与单片机等传统芯片不同,AI芯片无论在部署算法还是数据训练等环节都存在较高开发门槛。AI芯片厂商需要提供从芯片、数据服务到上层应用的完整解决方案,才能真正实现边缘侧AI的落地。
在亚洲最大的社区贵阳南明花果园,高层建筑布局密集,服务面积大,流动人口多,以传统抄表的方式无法全面掌握社区能耗数据。为解决传统抄表模式中“高成本、低效率和难入户”的问题,嘉楠科技部署的智物·磨合采用外挂式边缘计算设备,能够通过能耗表计CNN算法实时处理电/燃气数据。
在治理林业病虫害的业务场景中,嘉楠与百度、北京林业大学合作,将搭载8通道高性能麦克风阵列的音频处理硬件插入树中,以虫子嗑咬树植的声音为音源,判断害虫的位置。同时,嘉楠充分利用 K210芯片的视觉能力,将芯片置入40mm见方的智能盒子,通过图像分类和检测的方法判断视野内是否有害虫存在。这种视听综合判断的方法有效提升了判断的效率与精度,在林业、农田都有广泛的应用场景。
随着万物智联时代到来,边缘侧AI芯片作为设备端的脑力中枢的重要性日益凸显。嘉楠科技的二代AI芯片K510计划于年底发布,大幅提升算力性能5—10倍,将为嘉楠芯力在更多业务场景的落地提供动力。
