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深度｜21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道 · 鯤云科技研發(fā)數(shù)據(jù)流AI芯片，助力多場(chǎng)景數(shù)字化改造升級(jí)

作者：鯤云科技

發(fā)布時(shí)間：2022-11-21 11:51:01

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人生是場(chǎng)長(zhǎng)跑，制勝的關(guān)鍵不是瞬間的爆發(fā)力，而是整場(chǎng)比賽的平均速度。AI（人工智能）芯片同理，考驗(yàn)一款A(yù)I芯片的優(yōu)良不僅僅是峰值算力，還有長(zhǎng)時(shí)間工作下的實(shí)測(cè)性能。

隨著AI日益成熟，數(shù)字化正深入各個(gè)領(lǐng)域。AI產(chǎn)業(yè)鏈包括三層，其中最底層也是最基礎(chǔ)的就是以芯片等硬件為AI提供數(shù)據(jù)及算力支撐的基礎(chǔ)層。

鯤云科技便是國(guó)內(nèi)諸多AI芯片設(shè)計(jì)廠商中一顆冉冉升起的新星，自成立之初專注AI芯片的研發(fā)設(shè)計(jì)。鯤云科技以數(shù)據(jù)流技術(shù)為核心，提供高性能、低延時(shí)、高算力性價(jià)比的下一代人工智能計(jì)算平臺(tái)。

6月，鯤云科技憑借CAISA芯片，獲得了中國(guó)智能科技技術(shù)最高獎(jiǎng)——吳文俊人工智能專項(xiàng)獎(jiǎng)芯片項(xiàng)目一等獎(jiǎng)。

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鯤云科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官蔡權(quán)雄在接受南方財(cái)經(jīng)全媒體記者采訪時(shí)表示，隨著摩爾定律逼近物理極限，單純依靠制程提高芯片性能愈發(fā)困難，鯤云的核心技術(shù)是采用定制的數(shù)據(jù)流架構(gòu)，該架構(gòu)可以不依賴指令集加速人工智能計(jì)算。鯤云科技可基于現(xiàn)有的成熟制程，通過(guò)架構(gòu)創(chuàng)新，提高芯片的使用率，從而大幅降低用戶使用人工智能的成本。

另辟蹊徑自主研發(fā)底層架構(gòu)

在2015年牛昕宇參加學(xué)術(shù)論壇后，臺(tái)下一位天使投資人對(duì)其發(fā)出創(chuàng)業(yè)邀請(qǐng)。彼時(shí)他師從數(shù)據(jù)流架構(gòu)的開(kāi)創(chuàng)鼻祖陸永青院士，是英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院的全獎(jiǎng)博士和實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人。

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那年第一代AI芯片開(kāi)始爆發(fā)，傳統(tǒng)芯片廠商、算法公司、互聯(lián)網(wǎng)巨頭魚貫而入。牛昕宇開(kāi)始有點(diǎn)猶豫，但在恩師的支持下，2016年他毅然回國(guó)創(chuàng)立了鯤云科技。后來(lái)，牛昕宇又向師兄蔡權(quán)雄拋出橄欖枝，邀請(qǐng)他出任鯤云科技CTO，并從帝國(guó)理工學(xué)院挖掘了一批創(chuàng)業(yè)伙伴。

蔡權(quán)雄表示，創(chuàng)業(yè)初期最大難點(diǎn)是對(duì)AI芯片市場(chǎng)需求的判斷，這將其決定技術(shù)路線的迭代方向；這才有前期產(chǎn)品一邊同客戶推廣，一邊觀察市場(chǎng)需求反復(fù)打磨的經(jīng)歷。

“做AI芯片有兩個(gè)方向。一個(gè)是基于傳統(tǒng)的指令集架構(gòu)，這條路相對(duì)容易，但是在芯片利用率上很難拉開(kāi)差距。例如國(guó)外的AI芯片在算力和制程每一個(gè)指標(biāo)都非常領(lǐng)先，加上國(guó)外專利的壟斷性，在這種情況下，我們?cè)谶@條路上想要突出重圍，是非常難的。”牛昕宇表示。

鯤云科技基于30余年的技術(shù)基礎(chǔ)，瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù)流架構(gòu)獨(dú)立研發(fā)。早在求學(xué)期間，牛昕宇就已經(jīng)將數(shù)據(jù)流底層技術(shù)作為主要的研發(fā)方向，并致力于推進(jìn)數(shù)據(jù)流架構(gòu)和各個(gè)特定應(yīng)用領(lǐng)域的融合，比如金融、機(jī)器學(xué)習(xí)、物理仿真等。

經(jīng)過(guò)三年打磨，2020年鯤云發(fā)布全球首款數(shù)據(jù)流AI芯片CAISA，搭載了四個(gè)CAISA3.0引擎，峰值性能可達(dá)10.9TOPs，經(jīng)第三方檢測(cè)，該芯片可實(shí)現(xiàn)最高95.4%的芯片利用率，并已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

與X86架構(gòu)、ARM架構(gòu)等指令集架構(gòu)不同，數(shù)據(jù)流架構(gòu)的顯著特點(diǎn)就是依托數(shù)據(jù)流的流動(dòng)次序控制計(jì)算執(zhí)行次序，而非指令執(zhí)行次序，使用粗粒度表示來(lái)提高數(shù)據(jù)的并行度，并允許編譯器同時(shí)調(diào)度多個(gè)順序循環(huán)和功能，以實(shí)現(xiàn)更高的吞吐量和更低的延遲。

數(shù)據(jù)流架構(gòu)的意義在于突破了傳統(tǒng)芯片架構(gòu)對(duì)芯片利用率的束縛，最大化發(fā)揮芯片的峰值性能，蔡權(quán)雄表示，“我們的紙面標(biāo)稱性能可能不及同類競(jìng)品，但是我們實(shí)際使用效率或?qū)嶋H算力比肩同類競(jìng)品，價(jià)格上還有一定的優(yōu)勢(shì)。”

對(duì)于定制類架構(gòu)，市面上有聲音認(rèn)為通用性不足，牛昕宇表示，這恰恰是數(shù)據(jù)流能解決的問(wèn)題，CAISA定制數(shù)據(jù)流架構(gòu)是一個(gè)針對(duì)深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的通用架構(gòu)，CAISA架構(gòu)底層算子可配置支持不同計(jì)算方式，支持不同算子組合和拓展，不同框架和開(kāi)發(fā)方式可通過(guò)端到端的編譯器RainBuilder來(lái)支持實(shí)現(xiàn)。

多場(chǎng)景落地實(shí)現(xiàn)商用

目前，鯤云研發(fā)的CAISA芯片及加速卡產(chǎn)品等已在多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商用。鯤云科技為智慧安監(jiān)、智慧油田、智慧化工等領(lǐng)域提供包括邊緣計(jì)算的整體解決方案。

所謂邊緣計(jì)算有一個(gè)著名“章魚論”。章魚捕獵靈巧迅速，腕足之間配合嫻熟，這是因?yàn)檎卖~神經(jīng)元只有40%在腦部，剩下60%分布在章魚的八條觸角上，以觸角替代大腦思考，就近解決問(wèn)題和快速反應(yīng)，章魚這種信息處理方式就相當(dāng)于“邊緣計(jì)算”。

隨著技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越需要在“腕足”的邊緣，實(shí)現(xiàn)計(jì)算和決策。“在這些場(chǎng)景中，‘降本增效’是核心需求”，蔡權(quán)雄表示。

例如在化工場(chǎng)景中，傳統(tǒng)的安防監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)比較成熟，攝像頭監(jiān)控系統(tǒng)基本部署完成，但視頻結(jié)構(gòu)化利用率較低，單純依靠人工巡檢不現(xiàn)實(shí)。

據(jù)介紹，鯤云科技采用邊緣計(jì)算，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)接入的百余路視頻進(jìn)行視頻處理，實(shí)現(xiàn)全廠區(qū)24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情、安全防護(hù)著裝違規(guī)、作業(yè)場(chǎng)所違規(guī)操作等風(fēng)險(xiǎn)事件并報(bào)警，幫助安全管理中心及時(shí)做出反應(yīng)。憑借CAISA芯片的高算力性價(jià)比，智慧安監(jiān)在提升感知效率的同時(shí)，也能降低用戶的使用成本，現(xiàn)已在國(guó)內(nèi)超1000個(gè)項(xiàng)目中使用。

蔡權(quán)雄表示，許多邊緣端場(chǎng)景還存在“碎片化”需求，因此廠商除了考慮提升芯片利用率，做到更高算力性價(jià)比之外，還需要思考如何提升通用性、軟件易用性等。

除此之外，為面向高性能AI推理市場(chǎng)，鯤云推出星空加速卡X3，現(xiàn)已與多個(gè)龍頭企業(yè)完成產(chǎn)品適配，落地在邊緣端。

蔡權(quán)雄表示，數(shù)據(jù)平臺(tái)更注重構(gòu)建先進(jìn)的AI算力基礎(chǔ)設(shè)施，一方面，算力基礎(chǔ)設(shè)施更新?lián)Q代會(huì)降低數(shù)據(jù)的傳輸成本，導(dǎo)致更多的數(shù)據(jù)被收集，產(chǎn)生更大的算力需求；另一方面，算力密度越來(lái)越高，系統(tǒng)性能越來(lái)越強(qiáng)，部署成本越來(lái)越可控。

在他看來(lái)，邊緣和云會(huì)有共存的關(guān)系，邊緣側(cè)主要進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，數(shù)據(jù)匯集后進(jìn)行更深入的分析，二者都在快速增長(zhǎng)中，且都有廣闊的市場(chǎng)前景。

在首款數(shù)據(jù)流AI芯片實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并大規(guī)模商用后，鯤云科技并未停下腳步。據(jù)蔡權(quán)雄透露，明年鯤云科技將會(huì)推出第二代CAISA芯片，采用先進(jìn)制程，采用CAISA 4.0架構(gòu)，最大特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)單芯片上解決所有AI的相關(guān)運(yùn)算。
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