试想一下，如果有这样一款芯片，用在冰箱上，冰箱可以自行判断食物是否充足并提醒你何时采购；用在汽车上，汽车可以学习你的驾驶习惯并自动辅助驾驶；用在家用机器人上，它可以在你生病时帮你找到需要的药片。这样的智能生活，今后有望加快实现。
日前，国内芯片产业领军企业中星微电子的“数字多媒体芯片技术”国家重点实验室发布了中国首款嵌入式神经网络处理器（NPU），该款NPU采用的“数据驱动并行计算”架构，颠覆了传统的冯诺依曼结构，提升了计算机的运算处理能力，标志着我国在神经网络处理器领域的研究和开发上取得了新突破，也有望为人工智能提供一个更强的“大脑”。
记者近日采访了解到，使用NPU的芯片已成功在视频监控领域应用，位于横琴的广东中星电子有限公司（下称“广东中星”）将以横琴作为芯片产品的重要产业化基地，逐步推动该技术在珠三角的无人机、机器人、家电、汽车智能驾驶辅助等领域的应用，助力珠海乃至珠三角人工智能产业的发展。
从串联到并行，运算能力大幅提升
前段时间，智能机器人AlphaGo在人机大战中依靠模仿人脑生物机理的深度学习算法而击败人类，引发各界对人工智能的强烈关注。
中星微“数字多媒体芯片技术”国家重点实验室执行主任张韵东介绍，深度学习，是源于对生物人脑机理的仿生学研究而形成的一种人工智能算法。作为深度学习神经网络的一种，卷积神经网络CNN（Convolutional Neural Network）算法，已成为当前人工智能机器视觉领域的研究热点。
中星微推出的NPU，正是针对CNN的算法模型特性而专门设计的一款神经网络处理器。据介绍，每个NPU处理器具有4个内核（NPU Core），每个内核有两个数据流处理器（Dataflow Processor），每个数据流处理器具有8个长位宽或16个短位宽的SIMD（单指令多数据）运算单元。NPU的处理性能可以组成多核阵列来提升，也可以通过多芯片连接的方式进一步扩展，以满足更复杂的CNN网络运算的性能需求。
广东中星技术副总周文博告诉记者，神经网络芯片将会逐步颠覆传统的冯诺依曼架构，可以说为整个计算科学、信息产业探索了新的方向。
“现在几乎所有的信息基础设施都是采用冯诺依曼架构的串行处理，数据的处理和存储是分开的。我们的产品则采用数据驱动的并行计算架构，数据处理和存储同时进行，就像人脑的架构一样。”周文博举例子说，“从前的数据处理只能从一个关口通过，要提高运算处理能力，只能让过关速度越来越快，但目前这个办法已差不多走到物理的极限。而并行结构则是开放多个关口，尽管每一个关口速度并不是最快，但因为有多个通道，并且形成网络互相响应，处理速度会变得更快、功耗也更低。”
据他介绍，“数据驱动并行计算”的并行架构，对于目前发展正热的人工智能尤其重要，“处理器可以说是人工智能产品的‘大脑’。过去的人工智能是基于冯诺依曼的串行架构，所以在某些方面一直无法突破。比如图像识别，人眼可以同时识别多个物体，但目前即使用高速计算机的机器人也都无法识别多个人物的性别、大致年龄等特征。采用神经网络架构之后，处理速度和智能程度都得到提高，未来机器人在图像识别上可以智能识别出他是老人还是孩子、需要药片还是糖果，相当于给人工智能产品装上一个更强的‘大脑’，可使人工智能水平提升一大步。”
另外，该款NPU是嵌入式的处理器，未来可以广泛应用于需要提升智能化水平的产品中，“形象地说，嵌入式的处理器就像USB配件一样，可以方便地接入到有USB接口的电子产品中，应用起来非常方便。”
围绕NPU在珠海构建人工智能生态圈
中星微是国家战略项目——“星光中国芯工程”的承担者，在集成电路芯片设计领域有雄厚的研发力量。此次NPU产品研发生产历时超过5年，聚集了北京、广东、天津、山西、江苏、青岛、硅谷多个地方的研发力量参与。广东中星参与了芯片的核心模块设计，并在其中发挥了重要作用，下一步中星微将把NPU技术加快在珠海进行深度开发和成果转化，实现产业化。
目前中星微已将基于NPU技术生产的芯片成功应用在视频监控领域，这对广东中星承担的“星光中国芯物联网工程——SVAC国家标准安防监控物联网芯片系统研发应用产业化”项目具有重要推动作用。
周文博介绍，目前的视频监控还停留在“只能采集不能自动分析”阶段，导致安防措施往往都是事后处理，在事件发生后才能去调集视频监控资料对事件进行分析处理，摄像机本身并没有自动预警防范的功能。
而使用NPU芯片的视频监控产品，可以使摄像机智能化，能够自动分析发生的事件，比如一旦监控到抢劫案件，摄像机在前端就可及时自动报警，提升事件处置的效率。
另外，通过视频监控找人今后也变得更容易。“现在要找人，通常要调集很多人在监控视频里挨个找，效率比较低。拥有NPU芯片的摄像机，只要输入上下半身衣着颜色、发型等事关人物特征的数据后，摄像机可自动分析搜寻，就有可能几秒钟内就找到目标对象。”周文博说。
未来，广东中星将主攻NPU芯片在人工智能方面的应用，将在珠海对NPU成果进行深度开发和成果转化。一方面是要在珠海建设好NPU的开放平台，让相关厂商、技术研发人员在NPU的开放平台上直接开发应用程序，形成更多的NPU产品；另一方面通过广东中星在横琴的产业园区，对产品进行市场推广和应用。
“珠三角在电子产品、家电等方面具有很好的基础，目前很多传统产业、产品都在着力提升智能化水平，人工智能产业发展将得到越来越多的重视。NPU芯片可运用于汽车、医疗、家电、机器人、玩具等多个领域，希望通过开放平台的建设能在珠海形成开发人工智能产品的生态圈，并将相关技术和产品应用到珠三角的相关产品，进而提升珠三角人工智能的发展水平。”周文博说。（记者吴帆）
来源：人民网
