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除了电脑和手机,芯片还有哪些应用?又有多重要?
发布时间:2018.04.23 来源:央视新闻 浏览次数: 所属栏目: 科学

央视新闻

    2017年我国芯片业进口额高达2601.4亿美元,约占世界的68.8%。很多人心目中的芯片就是电脑和手机的CPU(中央处理器),其实芯片多种多样。

△去掉盖子后的芯片内胆

芯片无处不在

    你家里上网用的路由器需要芯片,冰箱、洗衣机、空调、电视等也需要芯片,甚至大街上的红绿灯系统都需要芯片,芯片无处不在。

△芯片/视觉中国

    可遗憾的是,这个领域是我们的短板,目前中国芯片自给率很低,这是不是就意味着中国企业在芯片领域没有机会了?

    为说明这个问题,咱们先来认识一个新东西,NPU。

NPU是什么?

    这几年,人工智能(AI)如火如荼,相比过去更多地出现在科幻电影和小说中,现在的人工智能,已经走入大众。

    具体到我们身边的应用,诸如手机上的语音助手、指纹识别、面部识别、虹膜识别等等,都是人工智能的应用场景。军用的,民用的无人机大量出现,而无人驾驶车辆更是未来的潮流,这些,全都离不开人工智能。

△芯片/视觉中国

    但人工智能不是空中楼阁,她必须附着在某个东西上,这就是芯片。传统的CPU、GPU(图形处理器)也能进行AI计算,但效率很低。

    这不难理解,CPU什么都能干,就好像一个人,他能搞科研,还会画画,唱歌好,跳舞棒,会写作,能演讲,还懂管理,这就是CPU——全面发展可能意味着全面平庸。

    人工智能这么重要,应用面又如此之广,显然,我们迫切地需要一种芯片,它特别擅长智能算法、深度学习,这就是NPU,一种嵌入式神经网络处理器。

国产智能芯片

    2017年9月,华为发布了全球首款人工智能手机芯片麒麟970,之所以被称为“人工智能芯片”,这是因为芯片公司在他们的芯片上添加了自己的智能芯片“寒武纪1A”。

    在处理人工智能应用时,“寒武纪1A”的性能是4核CPU的25倍以上,而耗用的电量却只有五十分之一。

    搭载“寒武纪1A”的麒麟970芯片每分钟可识别2005张照片,而苹果的A11处理器只能处理889张照片,三星S8每分钟只能识别95张。

△照片识别速度对比:左为华为手机,中间iPhone 8,右边三星S8

NPU很重要

    人工智能需要的计算量通常都很大,有的计算量是手机上的CPU无法独立完成的,而能完成的那些,要么耗时很长,要么耗电很大,得不偿失。无疑,这会限制人工智能在手机以及其他终端上的的各种应用。

△机器蝴蝶

    无人机在自主飞行时需要处理大量数据,假如有数据处理不了,就只能通过网络上传到更强大的服务器端来完成,然而,即使上传后,服务器处理后再发给无人机,也会带来大量耗时。

    但如果无人机添加了人工智能处理器,那么,无人机就具备了更大量的本地处理能力。

不盲目乐观 也不盲目悲观

    人工智能是通向未来的钥匙,目前来看,承载人工智能最好的芯片是“神经网络处理器”,但正如没有CPU,GPU也没法用一样,没有CPU,NPU也没法使用。放眼整个芯片领域,中国还未掌握话语权,研发之路任重而道远。

△芯片/视觉中国

    中国在人工智能芯片上的领先是暂时的,如果没有持续的研发投入,国外的芯片巨头技术实力强悍,资金雄厚,我们很容易被赶超。即使中国产的NPU一直领先,但国外手机厂商出于各种自身的原因而一直不使用,也会很麻烦。

    幸运的是,我们已经有了很多国产手机厂商,只要芯片性能够好,相信他们会用。人工智能芯片的应用场景绝不局限于手机,在无人机、无人驾驶、智能家居、机器人等领域都会开花结果。

▌本文来源:中国科普博览

 

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