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Arm中国“周易”AIPU商业化!首搭全志科技AI语音芯片R329_

网络收集 2021-04-11 20:27:12
芯东西(公众号:aichip001)

文 | 韦世玮

芯东西4月17日消息,距离全志科技在今年3月18日推出AI语音专用芯片R329,已过去将近一个月的时间。R329是全志科技首款搭载Arm中国“周易”AIPU的多核异构处理器,具有高算力、低功耗、低成本等性能。

“周易”AIPU是Arm中国首款自主IP,面向深度学习处理而开发,能够满足当前AI语音交互应用中的各类需求。随着全志科技R329的推出,也意味着“周易”AIPU正式步入商业化进程。

昨日,智东西与其他少数媒体对全志科技副总裁陈风、Arm中国产品研发副总裁刘澍进行了采访,在探讨R329芯片与“周易”AIPU的同时,也进一步深入挖掘了全志科技与Arm中国在AI发展道路上的布局与规划。

陈风透露,经过十个月的研发,目前R329已拥有样机与样片,包括讯飞、思必驰在内的合作伙伴已开始针对该芯片进行算法开发工作。

一、R329:算力0.256TOPS,支持低功耗语音唤醒

R329搭载“周易”AIPU,拥有0.256TOPS算力,800MHz频率,能够使用深度学习进行端到端的算法,进一步提升AI语音的识别率和交互体验。

作为一款多核异构处理器,R329还集成了主频为1.5GHz的双核Arm Cortex-A53,使R329的整数算力比上一代R328芯片高出1.58倍,浮点算力高1.94倍;其DSP为400MHz的双核HIFI4,拥有HIFi级算法,能够进行音频前、后处理,提升音质效果。

基于全新的架构设计和双核DSP,以及SRAM和语音唤醒协处理器VAD,R329还支持低功耗语音唤醒,进一步提升续航能力。

在音频接口方面,R329还拥有5路ADC和2路DAC等外设接口,无需外挂就可以实现3MIC+双喇叭AEC方案,以及4MIC+单喇叭AEC解决方案。

此外,R329还内置了DAC、I2S和DMIC控制器,可扩展至6-53个麦克风的专业级音频领域,实现5.1声道、7.1声道等音频输出,进一步满足会议系统、远程商务办公等场景的拾音需求。

二、“周易”AIPU: 面向深度学习开发,支持用户自定义硬件

“我们认为‘周易’AIPU有可能是全球第一个会被大批量使用的AI处理器。”陈风说到。

“周易”AIPU是Arm中国专门面向深度学习处理而研发的全新硬件IP,拥有Tensor process向量处理单元、AI Fix Function和CPU运行指令集Scalar,能够让芯片在实现高效能的同时,兼顾芯片的可编程性。

AI运算方面,“周易”AIPU拥有统一指令集以实现各类AI计算,包含张量指令、特定AI操作指令、AI计算的标量指令等,能快速移植现有AI算法,支持用户自定义指令扩展。

此外,“周易”AIPU具有高性能、低功耗特点,支持专用硬件加速。同时,它还支持AI安全扩展,能够保护用户信息及AI算法。

“我们希望能够在通用计算和专用计算的两个通道上,都给我们的产业提供足够的算力支撑。”刘澍谈到,“周易”AIPU和R329有着非常深度的合作,R329中的“周易”AIPU是根据芯片自身的应用场景而进行深度定制的一个版本。

刘澍介绍,该版本名叫“周易”Z1-0701,是“周易”AIPU的第一代架构。一方面,它能够在24小时内完成模型的移植;另一方面,它还支持Tengine统一接口,实现跨平台部署,为更多开发者提供便利。

应用方面,“周易”Z1-0701针对智能家居、智能楼宇和智能机器人等应用场景而定制,可高效运行本地ASR的各种语音算法。同时,它还能进行简单的视觉分析处理,如图像识别、人脸识别。

三、Tina OS:轻量级Linux系统,1秒执行用户代码

陈风提到,全志科技除了与Arm中国进行芯片的整合研发外,还针对用户的使用场景开发了一个轻量级的Linux系统,名为Tina OS。

据介绍,Tina OS在全志科技内部已拥有5到6年的历史,至今已进行了三个大版本的迭代,并已实现开源。

“它的启动速度非常快,能够在许多嵌入式应用上给用户带来很好的体验。”陈风谈到,在极端速度下,Tina OS能够实现1秒执行用户代码。

在陈风看来,一颗芯片的稳定使用也需要依靠一个可靠的操作系统,而Tina OS就是芯片实现可靠算里的一个重要组成部分。目前,全球累计已有三至四千万台设备使用Tina OS,覆盖音箱、扫地机、冰箱和微波炉等设备。

四、第一波家电智能化浪潮下,R329与“周易”AIPU的发展

“家电产品将在2020年和2021年左右,开始迎来第一波的智能化普及浪潮。”陈风谈到,R329芯片与“周易”AIPU将以智能音箱为主要切入点,进一步渗透到智慧城市、智能楼宇、智慧工业和智慧生活的方方面面。

而在之后的谈话中,包括智东西在内的少数媒体,对陈风、刘澍进行采访,深入沟通与探讨了R329芯片性能,以及“周易”AIPU的未来合作规划。

针对R329的一系列外部接口,陈风提到该芯片不仅能支持语音产品的应用,还可应用于工业等专业场景,进行图像处理计算。

那么,R329在处理不同应用时有何性能差异?

“从实际最终效果来看,它肯定会有区别的。”陈风谈到,R329能够进行语音任务的处理,但也能完全做编码、手势识别和人形识别,但在市场上不会是竞争力最优的方案。

陈风认为,这就像两辆车,一辆车负责拉货,一辆车负责拉人,虽然拉货车也可以拉人,但是避震效果会有所不同。“但从技术层面看,包括极客和开发者等都可以用R329来训练任何AI模型。”他补充说。

针对这一问题,刘澍也谈到,他们在进行R329的设计时,其实更多考虑的是语音和语义在本地处理的场景,因此很多语音的算子和算法在优化过程中都具有一定的倾向性。

“虽然在视觉处理方面R329并非最优解,但它在语音应用场景中会是非常高端的语音性能处理器,可以在本地处理长句语音和语义。”刘澍说。

另一方面,R329的发布亦代表着“周易”AIPU正式进入商用化阶段,而它在未来还将有哪些AI领域的发展规划呢?

刘澍谈到,目前“周易”AIPU除了智能家居外,还授权给了汽车应用、手机、安防监控等不同领域的芯片合作伙伴,而Arm中国和全志科技的合作,则是“周易”AIPU迈出的第一步,未来双方还将开展更多丰富的合作。

结语:促进AI技术落地的新样本

全志科技从2007年成立至今,已经走过了第十三个年头,而2020年亦是Arm中国扎根中国的第三年。R329芯片的发布,不仅代表了全志科技在智能音箱领域中新一轮的产品布局战略,同时其与“周易”AIPU的紧密合作,于Arm中国来说亦是一个新的里程碑。

随着AI、物联网和5G等新技术的不断成熟与发展,几乎所有行业都在追求AI化转型,催生了AI芯片、系统、IP等产品的百花齐放。当然机遇总伴随着挑战,技术如何真正走向商业化落地,如何实现技术普及也成为该领域玩家们需要面临的挑战。

而全志科技与Arm中国的合作,则为行业提供了一个具有可行性的参考样本。未来,这两家公司还会有怎样的合作,为智能音箱、智能家居等领域带来新的AI交互体验?我们拭目以待。

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