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专访思必驰周伟达:自研AI芯片是必然选择

2019-01-06
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作为一家成立于2007年的企业,思必驰赖以成名的是其人机对话技术。凭借创始人团队深厚的积累,思必驰在过去的十几年里已经成长为国际上少有的拥有自主产权的中英文综合语音技术的公司之一,其语音识别、声纹识别、口语对话系统等技术也获得了国内外的高度认可,推出的产品更是被装进了上亿的车载、家居、机器人/故事机等物联网终端内。


但深耕多年之后,思必驰也成为继Google、Facebook、微软和阿里巴巴等巨头之后,又一家跨界进入芯片设计领域的软件厂商,并于日前正式推出了其首款可用于各种智能设备上的前端语音交互专用AI芯片TaiHang 1520(简称TH1520)。


思必驰CTO/深聪半导体首席执行官周伟达


回顾过去几年的产业发展,系统厂商加入芯片设计领域的阵营日益壮大,究竟背后的驱动因素是什么?半导体行业观察记者日前专访了思必驰CTO周伟达,与他探讨这个语音巨头做芯片背后的逻辑。


问题一:为什么自研芯片?


在问到这个问题的时候,周伟达告诉半导体行业观察记者,这是思必驰人机语音交互发展的必然选择。


首先,这是技术现状下的必经之路。


周伟达指出,近年来,深度学习/神经网络就成为了AI算法的主流,并在语音交互中大面积使用。但随着他们的产品覆盖的平台越来越多之后,客户对硬件平台的计算能力、语音通道质量和标准方面有千差万别的需求,现有的通用芯片的问题开始逐渐凸显:


一方面,在高性能平台上,计算能力有冗余,但功耗方面不能满足,尤其其是在语音平台引入了唤醒功能之后,‘Always on’的模式要求设备24小时不间断地录音,监听环境,这就给功耗提出了更严格的要求,这是现有的平台不能满足的;


另一方面,在低端硬件平台上,思必驰的语音技术的能力又不能完全体现出来;


再者,现在的算法还在继续演进,但芯片供应商在设计芯片的时候并不能及时跟上这个趋势。周伟达表示,他们曾经对接过一个场景,其语音计算占据了一个四核Arm芯片60%的能力,在他看来,这样一个交互手段,占用了那么高的计算量,是很难被接受的;


其次,思必驰公司的业务模式上也对做芯片提出需求。


周伟达表示,思必驰作为一家全链路的人工智能语音交互技术的公司,不但提供了云端的大规模连续语音识别、语义理解、对话管理、语音合成和知识引擎等服务,还提供了智能客户端的麦克风阵列技术、信号处理器技术(如AEC、DUA、波束成形和本地的唤醒、声纹技术)等技术,这就对其硬件方面的能力提出了更多的要求,而思必驰因为处于业务的第一线,也能深刻理解客户的这些需求。


在以上种种因素的驱使下,思必驰最终走上了一条不但提供高效算法,同时还提供专业的硬件的发展新道路。


问题二:芯片应怎样做?


从周伟达的介绍中我们得知,思必驰在决定做芯片之后,也经历过不少“波折”的。


他指出,他们在2016年看到了芯片的需求之后,最初的想法是与芯片产业内专业的伙伴合作的。但在和IP供应商、设计服务公司、芯片研发公司、代工厂、提供EDA工具和软件编译器驱动等供应链上的厂商有了一番深入交流,并跟行业内一家很知名的CPU公司做了整整一年合作之后,他们发现,在这个合作过程中,芯片虽然有了改进和提升,但提升幅度很小(整个计算的优化大概只有20%),这跟思必驰的目标相差较远。况且,算法公司和芯片公司在合作的过程中,双方都很难迈出第一步,周伟达强调。


而在经过对芯片产业链一年多的尝试和调研了解之后,思必驰最后也决定携手中芯国际,自研AI芯片,并于2018年初成立了上海深聪半导体有限责任公司,正式投入造芯。从启信宝中的查询中我们得知,中芯国际旗下的上海聚源载兴投资中心是这家公司的股东。


在问到为何选择与中芯国际下属的基金公司合作的时候,周伟达告诉记者,从他们的角度看来,对一个芯片初创公司来说,如果想做出一个能落地的芯片,不但需要设计出一个逻辑能跑得通的的芯片,还需要保证芯片的可靠性、生产的良率、供货的周期和备货等问题。而中芯国际作为国内领先的晶圆厂,能够解决他们在这方面的后顾之忧。


新公司成立之后,周伟达兼任该公司的首席执行官,曾任中芯国际与台积电运营研发主管的吴耿源担任执行副总裁,而前SMIC设计服务副总裁朱澄宇则就任首席技术官。他们笼络了二十多名芯片领域的专家和思必驰的20多名算法专家一起,打造他们与算法结合的芯片。


经历了2017年十二月定制算法,2018年二月成立深聪,2018年三月定制芯片,2018年8月开始流片,并与2018年正式点亮芯片验证,思必驰的芯片之路异常顺利。


思必驰TH1520


据介绍,思必驰推出的第一代芯片TH1520使用了“专用芯片+DSP+指令扩展”的设计,借助引入的二十多条指令,思必驰的这颗芯片能够对信号处理和深度学习加速,按照周伟达的说法,芯片带来的性能提升在五到十倍,功耗也能做到毫瓦级别。


“在唤醒模式下,功耗只有几十毫瓦,就算是全速模式下,功耗也不会超过一百毫瓦,这是其他芯片不能做到的”,周伟达告诉半导体行业观察的记者。


另外,因为芯片提供了唤醒、低功耗和全速工作等多种功耗模式,USB/SPI/UART/GPIO/I2S/I2C等多个接口,加上对单麦、双麦、四麦、六麦、环形、线性和麦克风阵列的支持,这让它能够适用于家居、移动和车载等办公环境。


TH1520的规格


周伟达透露,这颗芯片将在今年Q1正式量产,而现在已经在电视、洗碗机和音箱等DEMO上进行了测试,并获得了不错的效果。


问题三:芯片的发展方向?


按照深聪首席技术官朱澄宇的介绍,他们的芯片将会遵循三步走战略:首先在第一代芯片上,实现算法+芯片的融合,这能满足全系列麦克风阵列、AI关键字和指令识别和低功耗唤醒等需求;进入第二代,则是从算法模型到基础IP阶段,这时候需要解决AI本地语音识别、本地语义理解等问题,同时还要加入安全特性和声纹识别;最后则要走入类脑智能阶段。


周伟达也强调,类脑芯片将会是思必驰AI芯片发展的终极目标。他指出,现在的冯诺依曼架构在计算方面的瓶颈尽显,而模拟人脑的神经突触传递结构的类脑芯片就能完美解决这个问题,而这也是思必驰和深聪半导体未来努力的方向。


“现在是模型二制化,特征定点化,未来的是模型和特征都二制化,这样芯片不用做加减乘除,只做简单的与或非运算,就能进一步提升体验。”周伟达说。


思必驰董事长兼CEO高始兴表示,思必驰会整合智能终端方案与会话精灵智慧服务能力,形成All In One解决方案。除了落地智能家居领域外,还将持续不断地进入酒店、地产、物流、养老、医疗、教育、安全、社区等更多行业,展开企业级服务。


相信他们的自研芯片会加速他们在这些方面的布局。


文/半导体行业观察 李寿鹏


今天是《半导体行业观察》为您分享的第1820期内容,欢迎关注。

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