這是一款模數(shù)混合AI視覺(jué)芯片，能效比達(dá)20Tops/W。其研發(fā)團(tuán)隊(duì)九天睿芯誕生于蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院神經(jīng)擬態(tài)感知計(jì)算的創(chuàng)始實(shí)驗(yàn)室中，在感存算一體研發(fā)學(xué)習(xí)上有多年的研究積累。

　　九天睿芯的芯片技術(shù)理論依據(jù)源自類(lèi)腦計(jì)算，由神經(jīng)形態(tài)工程學(xué)和Synaptics創(chuàng)始人Carver Mead在90年代提出。其關(guān)鍵在于“感”，也就是說(shuō)，神經(jīng)元僅在累積到足夠電荷數(shù)量之后才會(huì)激活，大多數(shù)時(shí)間處于低功耗的待機(jī)狀態(tài)，這降低了功耗。以ADA20X為例，最低功耗可降至μW級(jí)別，大約為傳統(tǒng)數(shù)字芯片功耗的1/10.同理，神經(jīng)擬態(tài)芯片僅在檢測(cè)到有意義的事件才會(huì)進(jìn)行處理，降低了能量，神經(jīng)擬態(tài)芯片又可稱(chēng)為“事件驅(qū)動(dòng)處理”芯片。但純事件驅(qū)動(dòng)的相機(jī)和處理會(huì)丟失一些靜態(tài)的高精度信息，而ADA20X芯片，可以同時(shí)支持高精度圖像及高時(shí)間分辨率事件的處理。

　　感存算一體架構(gòu)與傳統(tǒng)架構(gòu)對(duì)比優(yōu)勢(shì)

　　更重要的是，它打破了馮諾依曼存儲(chǔ)計(jì)算分離的計(jì)算架構(gòu)所造成的“內(nèi)存墻”的系統(tǒng)限制，像人腦一樣的存算一體，是類(lèi)腦計(jì)算的核心突破。過(guò)去60年中，集成電路不斷縮小，從電子管計(jì)算機(jī)到智能手機(jī)，微觀器件的加工面積縮小了萬(wàn)億級(jí)。但是，芯片不可能無(wú)限縮小，集成電路晶體管也不會(huì)無(wú)限增加，性能、功耗、成本等總有一個(gè)要素會(huì)逼近極限。

　　2020年，集成電路工藝已經(jīng)微縮至5nm甚至3nm工藝，而一個(gè)原子的直徑在1nm左右。物理限制打破了傳統(tǒng)意義下的摩爾定律(晶體管集成密度)，業(yè)內(nèi)認(rèn)為半導(dǎo)體發(fā)展已經(jīng)步入后摩爾時(shí)代。人工智能的發(fā)展已經(jīng)被算力不足、能效過(guò)低所約束和限制。

　　那么，基于精簡(jiǎn)控制、算力堆疊和數(shù)據(jù)流優(yōu)化的微架構(gòu)AI芯片創(chuàng)新難以為繼。ADA20X能效比達(dá)20Tops/W，讓計(jì)算耗電和散熱兩大難題找到了新的方向。

　　ADA20X實(shí)物圖

　　實(shí)際上，這已經(jīng)是九天睿芯研發(fā)的第二代感存算一體芯片了，相較第一代ADA100專(zhuān)注于可穿戴場(chǎng)景，第二代將重點(diǎn)放在視覺(jué)場(chǎng)景中，這意味著更大的市場(chǎng)空間。36氪從九天睿芯官方了解到，ADA20X具有高度可定制性，可以依據(jù)不同的市場(chǎng)需求，定制不同算力及接口的專(zhuān)用芯片，算力覆蓋從0.3Tops-200Tops，可以滿足平板電腦、可穿戴、智能家居、AR/VR、電池供電IPC、ADAS等多種不同應(yīng)用場(chǎng)景。

　　事件相機(jī)發(fā)明人Prof Tobi Delbruck認(rèn)為ADA20X的技術(shù)突破是個(gè)大的里程碑：NPU方向已經(jīng)比較擁擠，能夠?qū)崿F(xiàn)支持事件及圖像處理的基于SRAM模數(shù)混合的視覺(jué)應(yīng)用存內(nèi)計(jì)算芯片為數(shù)不多。尤其是在AR/VR等的應(yīng)用上，事件相機(jī)和事件語(yǔ)音傳感器的應(yīng)用需要高效的并行處理器，這個(gè)技術(shù)帶來(lái)的影響值得跟蹤。

　　此外，ADA20X還可以同時(shí)支持CNN Transfer以及以SNN代表的類(lèi)神經(jīng)元計(jì)算架構(gòu)，并且具備架構(gòu)靈活，陣列化計(jì)算效率不衰減等等優(yōu)點(diǎn);輸入形式上，可以同時(shí)支持動(dòng)態(tài)視覺(jué)傳感器(aka事件相機(jī))的event輸入，也可以支持傳統(tǒng)相機(jī)的圖像輸入;并配有基于存內(nèi)計(jì)算的ISP，可以同時(shí)支持事件和圖像的預(yù)處理。據(jù)悉，ADA20X預(yù)計(jì)在2022年初進(jìn)行試產(chǎn)并進(jìn)一步量產(chǎn)。