2017年,中国在芯片进口方面花费了2601.4亿美元,占全球进口总额的约68.8%。许多人认为芯片主要是指计算机和手机中的中央处理器(CPU),但实际上,芯片种类繁多。
无论是家里的路由器,还是冰箱、洗衣机、空调、电视等家用电器,甚至街道上的红绿灯系统,都离不开芯片。然而,这个领域却是我们的短板。目前,中国芯片的自给率较低,但这是否意味着中国企业在芯片行业就没有机会了呢?
为了回答这个问题,我们需要先了解一个新的概念——NPU(嵌入式神经网络处理器)。近年来,人工智能(AI)逐渐从科幻作品走进现实生活,广泛应用于手机上的语音助手、指纹识别、面部识别、虹膜识别等功能,以及军用和民用无人机和无人驾驶车辆等。
尽管人工智能的重要性日益凸显,但它需要依托特定的硬件平台来实现其功能,而传统的CPU和GPU在执行AI任务时效率较低。因此,我们迫切需要一种专门针对智能算法和深度学习优化的芯片,NPU正是为此设计的一种嵌入式神经网络处理器。
2017年9月,华为推出了全球首款人工智能手机芯片——麒麟970。该芯片集成了名为“寒武纪1A”的智能芯片,使得在处理人工智能应用时,“寒武纪1A”的性能比四核CPU高出25倍,而能耗却仅为后者的五十分之一。测试显示,搭载“寒武纪1A”的麒麟970芯片每分钟可以识别2005张照片,相比之下,苹果的A11处理器只能处理889张照片,而三星S8则只能处理95张。
人工智能所需的计算量往往非常大,手机上的CPU难以独立完成某些任务,即便能够完成,也可能耗时过长或耗电过多,从而影响用户体验。如果无人机配备人工智能处理器,则可以显著提升其本地处理能力,无需依赖网络上传数据至服务器,从而大幅缩短处理时间。
虽然人工智能被视为通向未来的钥匙,但目前来看,最适合作为AI载体的芯片类型是“神经网络处理器”。不过,没有CPU的支持,NPU也无法单独运作。放眼整个芯片产业,中国尚未掌握核心技术,研发工作仍需长期努力。
中国在人工智能芯片领域取得了一定的领先地位,但若缺乏持续的研发投入,面对国外芯片巨头的技术优势和资金实力,我们可能会很快失去这一优势。即便国产NPU保持领先,但如果国外手机制造商因种种原因不愿采用,也会产生问题。幸运的是,中国已有许多本土手机品牌,只要芯片性能足够优秀,相信它们会被广泛采用。此外,人工智能芯片的应用场景不仅限于手机,还包括无人机、无人驾驶、智能家居、机器人等多个领域。
总之,虽然中国在芯片自给自足方面面临挑战,但通过不断研发和创新,中国企业在芯片领域仍然拥有广阔的发展前景。