虽然人工智能(AI)概念提出了很多年，但直到谷歌Alphago打败围棋冠军李世石开始才正式拉开序幕。由此，围绕AI展开的专用芯片(ASIC)设计正如火如荼地展开。10月31日，杭州国芯科技股份有限公司联合Cadence、思必驰、Rokid等合作伙伴召开“2017人工智能新品发布会”，发布了两款人工智能NPU芯片——GX8008和GX8010，主要应用在智能音箱、智能玩具/幼教等需要通过语音控制实现交互的各类物联网终端。
Cadence助力国芯NPU上市
国芯GX8008和GX8010是两款主打“AI语音”功能的NPU芯片，其中因内置Cadence最新的Tensilica HIFI 4 DSP内核，实现了卓越的语音性能和超高能耗比。
Cadence市场销售总监Wendy Chen
记者了解到，Tensilica是Cadence在2013年收购的一家专注音频/声音/语音DSP内核设计的公司。Cadence Tensilica HiFi DSP最大的特性是配置的灵活性和高能耗比。Tensilica HiFi DSP系列处理器应用非常广泛，截至目前在全球有超过100家软件合作伙伴，支持超过225个经过验证的软件包，且全球超过80家领先半导体公司和系统OEM厂商选择了Tensilica HiFi DSP，每年出货量超过10亿。
Cadence选择合作伙伴的标准较为严格。Cadence市场销售总监Wendy Chen表示：“首先会通过已授权的IC芯片厂商去拓展共同的合作伙伴;其次会考虑团队所能支持的力度，在此基础上优先选择那些做软件且有意愿将优秀算法在嵌入式芯片上面实现的客户。国芯是Cadence在国内第一家授权Tensilica HIFI 4 DSP的厂商，也是推出芯片非常快的一家厂商。我们十分看好国芯在AI语音芯片的布局，现阶段中国的语音芯片已经走在了世界前列，所以我们一定要落地中国的语音生态。”Wendy Chen说。
Cadence Tensilica HIFI和Fusion DSP系列
目前Cadence已经发布了一系列的Tensilica HIFI DSP内核产品，而Tensilica HiFi 4在上一代产品HIFI 3的基础上将性能提升了2倍，是业界可授权的最高性能的32位音频/语音处理数字信号处理(DSP)核。主要特点表现如下：
(1)以72位累加器的方式支持每个周期4个32x32位乘累加(MACs)，使其在如快速傅立叶变换(FFT)和有限脉冲响应(FIR)等计算密集型函数中具有其他音频DSP 2倍以上的性能;(2)在某些特定条件下，支持每周期8个32x16位MACs;(3)四级超长指令字(VLIW)体系结构支持每个周期2个64位的取值操作;(4)提供用户可选的向量浮点单元(vector floating-point unit)，支持高达每周期4个IEEE单精度浮点MACs(single-precision IEEE floating-point);(5)软件与现有的HiFi DSP系列兼容，提供140多种HIFI优化音频/语音编解码器和音频增强软件包。
相比TI、ADI的DSP在工控领域的应用，Cadence的DSP主要为嵌入式产品服务。从Cadence的产品演进路程来看，Tensilica HiFi 3是全球销售量最大的一颗DSP，今年主打的Tensilica HiFi 4已经得到了市场不错的反馈，而增加新的指令集和神经网络的HIFI 4N会于明年面世。
加速AI落地 国芯推出NPU语音芯片
2001年成立的国芯主要是做机顶盒芯片，2015-2016年顺应大势开始做AI芯片的研发，并成立了专门的AI事业部。国芯总经理黄智杰表示，人工智能的概念炒了很多年一直没有落地，国芯推出NPU芯片的目的就是为加速AI的落地，以前国芯的主要应用领域是数字家庭，如今要实现从“数字家庭”向“智慧家庭”的华丽蜕变。
gxNPU神经网络处理器功能介绍
目前，ASIC芯片已经开始崭露头角，除了谷歌的TPU之外，国内的寒武纪、地平线等应用于手机的AI专用芯片开始推出。在人工智能时代，国内厂商与国际巨头位于同一起跑线上，且未来的前景巨大，因此吸引国芯等国内传统芯片公司加入进来。
国芯人工智能事业部总经理Robot Ling表示，谷歌TPU的推出给了国芯很大的信心。国芯的NPU与谷歌的TPU有哪些区别?他表示，谷歌TPU主要是针对服务器市场，计算能力强但成本和功耗相对也较高，而国芯NPU的优势可概括为四点：低功耗、低成本、可离线与集成化。特别是集成化方面，可能是当前智能音箱应用中集成化程度最高的芯片。
国芯GX8008和GX8010
在成本方面，国芯NPU芯片继承了以往在机顶盒芯片上的设计经验，所以在成本控制上有自己的思路，Robot Ling表示成本会非常低，但不会把低成本作为唯一的衡量标准，因为一款好的芯片是多项硬性指标综合实力的体现，关键要看性价比;在工艺制程方面，国芯采用了台积电40纳米的工艺，目前芯片已经初步量产，正式量产预计要到今年底明年初，而使用国芯NPU的智能终端可能要到明年下半年。
采用国芯NPU芯片的机器人演示
“采用国芯NPU芯片的智能终端产品，一个有别于现有智能终端的特点是，可本地识别，并可在断网的情况下工作。”Robot Ling强调说，采用国芯芯片的智能终端可以使用电池带到外户外工作，无需联网就能实现一些指令。预计2000毫安的电池可以待机3天，5000毫安的电池可以待机一周左右。
事实上，从机顶盒芯片转向AI芯片遇到了很多挑战，黄智杰透露：“以前定义一颗传统芯片，最多一年就能做出来，且出产时与最初的预期一致，而AI芯片不同，原始设计可能只能达到预期的30%，我们是一边设计一边学习市场反馈的建议，通过不断的迭代、修改和测试才推出今天这颗产品，这是一个艰辛的逐渐积累的过程。展望未来，我们希望2018年我们的NPU在传统家电、消费电子产品上有一些突破性进展。”
