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