雷彬擁有近20年的美國硅谷高科技行業(yè)經(jīng)驗,曾在芯片、軟件、電子類公司擔任CEO、全球營銷及市場副總裁等職務,并多次榮獲行業(yè)創(chuàng)新獎、美國CES創(chuàng)新科技產(chǎn)品大獎,在專業(yè)技術(shù)的市場化和全球戰(zhàn)略合作方面成績卓著。
汽車技術(shù)正經(jīng)歷翻天覆地的轉(zhuǎn)型,軟件不僅可以監(jiān)控引擎、播放音樂、提醒司機前方的交通危險,還能支持許多其他功能。然而,隨著汽車自動化駕駛的發(fā)展,“軟件慢、芯片快”這句老話的意義愈發(fā)凸顯,汽車自動駕駛時不容許絲毫差錯,隨著全自動駕駛的普及,芯片將引領(lǐng)未來創(chuàng)新。
邊緣AI為何需要尖端芯片?
人工智能(AI)需要更適合AI應用程序處理的特殊架構(gòu)。未來,人們將使用Tensor架構(gòu),而不是通常分別用于中央處理器(CPU)、數(shù)字處理器(DPU)或圖片處理器(GPU)中的線性或矢量處理。尖端芯片或?qū)S脜f(xié)處理器正成為設備端AI、邊緣AI甚至云AI處理的主流。除了架構(gòu)優(yōu)勢外,邊緣AI在局部性、隱私性、延時、功耗限制和移動支持等方面同樣大有裨益。
在技術(shù)層面實現(xiàn)自動駕駛為何格外困難?
自動駕駛汽車不僅需要處理傳感器(如攝像頭、激光雷達、雷達和超聲波)捕獲的大量數(shù)據(jù),還需要提供實時反饋,如交通狀況、突發(fā)事件、天氣狀況、路標、交通信號等。這要求處理器每秒鐘進行萬億次以上的操作(TOPS)來同時處理多項艱巨的任務,如目標提取、檢測、分割、跟蹤等,在這個過程中,操作運行會產(chǎn)生高功耗,高速處理、可靠性和精確度也都至關(guān)重要,并且要比人工處理做得更好。
L3級以上自動駕駛汽車的計算挑戰(zhàn)
當前,大部分自動駕駛汽車都是用GPU進行核心AI處理。GPU的處理速度不及定制芯片(ASIC,專用集成電路)快,成本也更高,因而我們更需要的是專用AI自動處理器,但功耗是最大的問題。要想讓L3級以上的自動駕駛汽車完美運行,需要100瓦至1000瓦的功率來處理多個攝像頭、雷達、激光雷達等傳來的實時高清內(nèi)容,對功率的要求極高,從本質(zhì)上來說,這意味著需要專用電池來進行處理。
(圖片源于GTI官網(wǎng),一村資本整理)
對于自動AI而言,以下哪些芯片的應用范圍最廣?
圖形處理器(GPU)、現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)或中央處理器(CPU)
CPU是具有線性結(jié)構(gòu)的通用處理器。理想情況下,CPU更適合用于一般但重要的非AI任務。條件允許時,應避免因AI處理引起的CPU過載。GPU通常用于圖形和博弈,但由于其具有靈活性和相對較高的處理能力,它也可用于AI訓練和邊緣應用中。此外還有一些其他問題,比如GPU和CPU之間的數(shù)據(jù)傳輸最終會成為系統(tǒng)的一大限制。GPU的其他主要缺點在于功耗和成本。GPU多用于云AI及其靈活性和可配置屬性。ASICs更適合用于AI應用等計算處理量大、成本低且功耗要求高的特定應用任務。在AI應用中使用AI專用協(xié)處理器正成為主流,尤其是在邊緣應用中更是如此。我們相信,未來在自動駕駛領(lǐng)域方面,將會出現(xiàn)非基于GPU的專用處理器和系統(tǒng)來實現(xiàn)這一目的。
(圖片源于GTI官網(wǎng),一村資本整理)
為何邊緣計算對未來如此重要?
邊緣計算的重要性體現(xiàn)在以下幾個方面:局部性、低延時性、隱私性/安全性、移動支持以及功耗限制。
自動AI出錯或?qū)⒂绊懮踩?,制造商該如何確保零差錯?
回顧過往與自動駕駛相關(guān)的事故或問題,我們會發(fā)現(xiàn),每個案例都是全新的,因為機器學習并不完全了解該如何應對,或是做出錯誤應對。這整個過程都需要時間,但不允許出現(xiàn)任何差錯。90%以上的車禍都是由于人為失誤導致的,人工出錯可以被原諒,但機器錯誤絕不容許。學習能力和算法的應用可以提高AI精確度。除了算法外,基礎設施和政府條例對于實現(xiàn)自動駕駛同樣非常重要。目前,多家頂級公司正在對公路條件下的L3級以上(L3+、L4和L5)場景進行評估。
傳感器(如攝像頭、激光雷達、超聲波和雷達)的作用何在?
攝像頭通常用于視覺處理,通過對周圍環(huán)境的感知,進行目標檢測、識別、分割、(車道)跟蹤、盲點監(jiān)測、停車輔助、交通標志識別和顏色信息提供。攝像頭通常不提供距離信息。激光雷達多用于360°檢測,具有高精確度和高分辨率的特點。它可用于交通堵塞、自動緊急制動(AEB)、公路駕駛等場景。激光雷達價格高昂,且不提供顏色信息。雷達用于目標檢測,分辨率高低各異,適用于遠程場景,但無法分辨出具體目標。超聲波常用于停車輔助、盲點監(jiān)測以及在信號管制下的自動巡航控制(ACC),有助于巡航控制、防撞、距離傳感器和低分辨率耐候性。
融合是如何發(fā)揮作用的?
傳感器融合用于自動駕駛數(shù)據(jù)融合,目前采用分布式架構(gòu),但正在向集中式架構(gòu)轉(zhuǎn)型。后期融合(現(xiàn)行)使用來自傳感器的目標清單(已完成的任務),目前用于L2和L3等級。而早期融合(未來趨勢)用的是來自傳感器的原始數(shù)據(jù),這對L3+、L4和L5等級十分必要。
芯片對于啟動自動駕駛汽車的“大腦”和“眼睛”至關(guān)重要,AI如何讓這些傳感器發(fā)揮作用?
一共有三種方法。其一,通過內(nèi)/外置攝像頭、激光雷達、雷達和超聲波感知周圍環(huán)境,然后通過AI計算處理、算法、訓練、推算和數(shù)據(jù)/傳感器融合進行理解,用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化、分割、目標檢測和視頻理解。其二,通過背景感知、路徑規(guī)劃和任務優(yōu)先級進行規(guī)劃。其三,進行驅(qū)動/控制,包括駕駛、制動、加速以及引擎和傳輸控制。
未來三年,可能會出現(xiàn)哪些AI傳感器?
圖像傳感器的應用范圍十分廣泛,從智能手機到機器視覺和汽車,不一而足。CMOS圖像傳感器(CIS)市場將繼續(xù)在傳感和AI領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)顛覆性創(chuàng)新和增長。除了實現(xiàn)自動駕駛汽車的基本功能外,原始設備制造商(OEMs)也開始將深度學習算法應用于目標識別和分割中,這些通常用于高級輔助駕駛系統(tǒng)(ADAS)級別。大型公司和初創(chuàng)公司繼續(xù)提供基于L3+的服務,包括機器人出租車和智能公共交通。這些新興應用和系統(tǒng)已迅速被豐富多樣的生態(tài)系統(tǒng)所包圍,在傳感器和計算方面尤為如此。用于高端AI應用的圖像信號處理器(ISP)將需要復雜的視覺處理器和加速器。硬件既可以是獨立的單片系統(tǒng)(SoC),也可以是SoC+AI組合處理器,這有助于提高集成電路的容量與收益。除了汽車領(lǐng)域外,AI攝像頭在智能城市、智能家居/零售、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能交通和資源管理以及安全等方面也有應用,包括監(jiān)控、檢測和識別。這些應用展現(xiàn)了強大的ISPs和視覺處理器的發(fā)展,可以通過深度學習來處理當前的分析算法和未來的AI。
關(guān)于 Gyrfalcon Technology Inc
Gyrfalcon Technology Inc.(GTI)是全球領(lǐng)先的高性能AI加速器開發(fā)商,采用低功耗封裝,低成本和小尺寸芯片。Gyrfalcon(海東青)是一種以飛行速度迅疾著稱的鳥。GTI由硅谷資深創(chuàng)業(yè)者和人工智能科學家創(chuàng)立,旨在推廣云人工智能應用于當?shù)卦O備的能力,提供更高的性能和效率,為新設備提供功效最大化的AI定制服務,讓人工智能產(chǎn)業(yè)化成為可能。
GTI利用人工智能和深度學習的力量,為AI攝像頭和自動駕駛汽車提供突破性的解決方案,具備極強的性能、能效和可擴展性,在設備、邊緣和云級別加速人工智能推理。2017年,一村資本聯(lián)合華天科技(002185)完成了對GTI首輪領(lǐng)投投資。
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