李寿鹏作者

​你不一定知道的高通AI硬实力

高通中国区董事长孟樸在日前举办的“2019 Qualcomm人工智能开放日”上表示,5G将成为一项通用技术,使万事万物彼此互连。它也将如电力和互联网一样,为人类的生产生活带来翻天腹地的变化,创新者也将迎来一个充满新机遇的时代。

Qualcomm中国区董事长孟樸

“在5G时代,信息就像电一样,往来穿梭于云和端之间,成为一种巨大的新能量。未来的10年中,与5G部署并行发展的技术领域,将是大数据的分析和运用,其核心应用就是人工智能”,孟樸接着说。在他看来,AI将推动整个商业格局的根本性转变,当中包括了手机等移动终端、汽车、智慧交通、物联网等等。

作为产业的领先者,高通正在推动AI从云到端的布局,助力开发者更快走入新时代。

从孟樸的介绍中我们得知,高通在2007年起就启动了首个AI研究项目,公司在过去十多年也一直致力于AI领域各个方面的研究,也驱动公司产品路线图中AI的应用,他们说做的基础研究和所交付的产品,可以让AI应用于众多行业。到2018年,他们还成立了Qualcomm AI Research,希望进一步加速AI创新。

高通投入AI研究已经超过十年

高通技术工程高级总监、 AI研发负责人侯纪磊博士也指出,高通正在打造平台式创新,推动人工智能在行业实现规模化运用。例如为了实现人工智能的的高能效,高通通过自动化技术,利用AI技术来优化AI模型,缩短产品上市时间并减少工程成本。具体下来则是通过压缩、量化和编译三种方式来实现。

高通实现高能效的三种方式

据侯纪磊介绍,高通在压缩AI模型架构的时候,能够自动移除不重要/荣誉单元,同时保证准确度。数据显示,在压缩大三倍的时候,准确度损失低于1%;在量化方面,也能在自动降低权重和激活进度的同时,保证准确度。从高通提供的数据我们可以看到,他们在FP32和量化INT8上能实现近乎相同的准确度,其更低内存和计算则可以带来每瓦特性能的4倍提升;至于编译方面,高通面向自动化硬件编译的强化学习,可以应对数十种潜在组合,在TensorFlow Lite上更是可以实现4倍加速。

如下图所示,高通在AI硬件加速方面也有不少的研究。这对但比特操作,他们甚至实现了运算能耗的10倍到100倍的提升。“高通甚至能够把量子场论等物理学的基础数学框架运用到深度学习”,侯纪磊强调。

高通在AI硬件加速方面的研究

在这些研究的推动下,高通在之前已经能够为客户提供便捷的端侧方案。例如其骁龙移动平台已为超过10亿部智能手机提供领先的AI加速。以Qualcomm于去年年底推出骁龙855移动平台为例,它集成第四代多核Qualcomm AI Engine,其中包括全新设计的、专门面向AI处理而设计的硬件核心——Hexagon张量加速器(HTA)。

据了解,基于第四代AI引擎的高通骁龙855,在性能上是高通骁龙845的三倍,也是友商竞品的两倍,这主要得益于他们的在软硬件方面的升级。不同于其他竞争对手在手机SoC上独立设计一个加速器,高通通过灵活调用Kryo CPU、Adreno GPU和Hexagon DSP等传统单元,搭配全新的张量加速器,高效率地实现AI加速应用。

高通之前的介绍我们得知,高通Adreno 640 GPU拥有50%的算术逻辑单元(ALU)提升,支持FP32和FP16浮点运算;Kryo 485 CPU相比前代CPU,性能也有45%的提升,高通也为其融合了进一步加速AI性能的全新点积指令;Hexagon 690 DSP则包含了全新的Hexagon张量加速器、向量扩展内核、以及优化的标量内核。

以上三者的灵活调度帮助骁龙855的第四代AI Engine实现了每秒7TOPs的运算能力,在多个方面赋能终端设备。

高通SoC的AI能力

高通同时也看到了云端推理的需求,凭借在移动领域的独特设计专长——领先的工艺制程、先进的信号处理、低功耗和规模化,高通宣布推出全新打造的Qualcomm Cloud AI 100加速器。这款用于数据中心的AI推理处理器,旨在让分布式智能可以从云端遍布至终端之间的全部节点。高通也将为开发者提供完整的工具和框架支持。

基于这些技术,高通在日前于深圳举办的人工智能开放日上,携手20多个伙伴带来了超过40项基于高通AI Engine的AI应用。使用搭载骁龙移动平台的OPPO、三星、vivo、小米等智能手机和利用基于骁龙平台的AI开发套件,虹软、百度大象声科、华捷艾米、Loom.ai、旷视、Mobius、Morpho、商汤、腾讯王者荣耀、腾讯AI Lab、中科创达、有道等企业展示了包括智慧影音、娱乐游戏、生活工具和行业应用等四大类,如移动端AI电竞战队、AI通话智能降噪、AI啸叫抑制、AI智能超级夜景、AI 智能美颜拍照、AI智能视频虚化、实时语音翻译、AR全屏翻译、无人超市等丰富多彩的应用,为用户带来更高效、智能、具备感知能力的极致体验。

孟樸也指出,到2025年,智能手机、PC/平板电脑、扩展现实(XR)、汽车和物联网这五大领域中的AI应用率将会从2018年的不到10%提升到100%,而高通将会在当中扮演一个重要角色。

半导体行业观察
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相关数据
大象声科机构

大象声科成立于2017年2月,是全球领先的新一代语音信号处理引擎供应商, 云集了以俄亥俄州立大学杰出学者汪德亮教授为代表的语音交互领域优秀的科学家团队, 依托算法、软件、硬件三个维度的技术纵深,为语音增强和智能语音交互提供先进的解决方案。 公司凭借深度学习驱动的语音增强技术奠定了语音前端信号处理引领者的地位。 目前公司已经完成了全球第一款芯片级单音轨实时语音提取方案,有效的实现了噪音与人声的分离。 该技术已经开始在通讯行业开展广泛应用,开启人类无噪音通讯时代。

http://www.elevoc.com/
高通机构

高通公司(英语:Qualcomm,NASDAQ:QCOM)是一个位于美国加州圣地亚哥的无线电通信技术研发公司,由加州大学圣地亚哥分校教授厄文·马克·雅克布和安德鲁·维特比创建,于1985年成立。两人此前曾共同创建Linkabit。 高通公司是全球3G、4G与5G技术研发的领先企业,目前已经向全球多家制造商提供技术使用授权,涉及了世界上所有电信设备和消费电子设备的品牌。根据iSuppli的统计数据,高通在2007年度一季度首次一举成为全球最大的无线半导体供应商,并在此后继续保持这一领导地位。其骁龙移动智能处理器是业界领先的全合一、全系列移动处理器,具有高性能、低功耗、逼真的多媒体和全面的连接性。目前公司的产品和业务正在变革医疗、汽车、物联网、智能家居、智慧城市等多个领域。

深度学习技术

深度学习(deep learning)是机器学习的分支,是一种试图使用包含复杂结构或由多重非线性变换构成的多个处理层对数据进行高层抽象的算法。 深度学习是机器学习中一种基于对数据进行表征学习的算法,至今已有数种深度学习框架,如卷积神经网络和深度置信网络和递归神经网络等已被应用在计算机视觉、语音识别、自然语言处理、音频识别与生物信息学等领域并获取了极好的效果。

权重技术

线性模型中特征的系数,或深度网络中的边。训练线性模型的目标是确定每个特征的理想权重。如果权重为 0,则相应的特征对模型来说没有任何贡献。

感知技术

知觉或感知是外界刺激作用于感官时,脑对外界的整体的看法和理解,为我们对外界的感官信息进行组织和解释。在认知科学中,也可看作一组程序,包括获取信息、理解信息、筛选信息、组织信息。与感觉不同,知觉反映的是由对象的各样属性及关系构成的整体。

调度技术

调度在计算机中是分配工作所需资源的方法。资源可以指虚拟的计算资源,如线程、进程或数据流;也可以指硬件资源,如处理器、网络连接或扩展卡。 进行调度工作的程序叫做调度器。调度器通常的实现使得所有计算资源都处于忙碌状态,允许多位用户有效地同时共享系统资源,或达到指定的服务质量。 see planning for more details

人工智能技术

在学术研究领域,人工智能通常指能够感知周围环境并采取行动以实现最优的可能结果的智能体(intelligent agent)

TensorFlow技术

TensorFlow是一个开源软件库,用于各种感知和语言理解任务的机器学习。目前被50个团队用于研究和生产许多Google商业产品,如语音识别、Gmail、Google 相册和搜索,其中许多产品曾使用过其前任软件DistBelief。

张量技术

张量是一个可用来表示在一些矢量、标量和其他张量之间的线性关系的多线性函数,这些线性关系的基本例子有内积、外积、线性映射以及笛卡儿积。其坐标在 维空间内,有 个分量的一种量,其中每个分量都是坐标的函数,而在坐标变换时,这些分量也依照某些规则作线性变换。称为该张量的秩或阶(与矩阵的秩和阶均无关系)。 在数学里,张量是一种几何实体,或者说广义上的“数量”。张量概念包括标量、矢量和线性算子。张量可以用坐标系统来表达,记作标量的数组,但它是定义为“不依赖于参照系的选择的”。张量在物理和工程学中很重要。例如在扩散张量成像中,表达器官对于水的在各个方向的微分透性的张量可以用来产生大脑的扫描图。工程上最重要的例子可能就是应力张量和应变张量了,它们都是二阶张量,对于一般线性材料他们之间的关系由一个四阶弹性张量来决定。

逻辑技术

人工智能领域用逻辑来理解智能推理问题;它可以提供用于分析编程语言的技术,也可用作分析、表征知识或编程的工具。目前人们常用的逻辑分支有命题逻辑(Propositional Logic )以及一阶逻辑(FOL)等谓词逻辑。

大数据技术技术

大数据,又称为巨量资料,指的是传统数据处理应用软件不足以处理它们的大或复杂的数据集的术语。

信号处理技术

信号处理涉及到信号的分析、合成和修改。信号被宽泛地定义为传递“关于某种现象的行为或属性的信息(如声音、图像和生物测量)”的函数。例如,信号处理技术用于提高信号传输的保真度、存储效率和主观质量,并在测量信号中强调或检测感兴趣的组件。我们熟悉的语音、图像都可以看做是一种信号形式。因此,对于语音、图像的增强、降噪、识别等等操作本质上都是信号处理。

强化学习技术

强化学习是一种试错方法,其目标是让软件智能体在特定环境中能够采取回报最大化的行为。强化学习在马尔可夫决策过程环境中主要使用的技术是动态规划(Dynamic Programming)。流行的强化学习方法包括自适应动态规划(ADP)、时间差分(TD)学习、状态-动作-回报-状态-动作(SARSA)算法、Q 学习、深度强化学习(DQN);其应用包括下棋类游戏、机器人控制和工作调度等。

百度机构

百度(纳斯达克:BIDU),全球最大的中文搜索引擎、最大的中文网站。1999年底,身在美国硅谷的李彦宏看到了中国互联网及中文搜索引擎服务的巨大发展潜力,抱着技术改变世界的梦想,他毅然辞掉硅谷的高薪工作,携搜索引擎专利技术,于 2000年1月1日在中关村创建了百度公司。 “百度”二字,来自于八百年前南宋词人辛弃疾的一句词:众里寻他千百度。这句话描述了词人对理想的执着追求。 百度拥有数万名研发工程师,这是中国乃至全球最为优秀的技术团队。这支队伍掌握着世界上最为先进的搜索引擎技术,使百度成为中国掌握世界尖端科学核心技术的中国高科技企业,也使中国成为美国、俄罗斯、和韩国之外,全球仅有的4个拥有搜索引擎核心技术的国家之一。

http://home.baidu.com/
三星机构

三星集团是韩国最大的跨国企业集团,同时也是上市企业全球500强,三星集团包括众多的国际下属企业,旗下子公司有:三星电子、三星物产、三星航空、三星人寿保险、雷诺三星汽车等,业务涉及电子、金融、机械、化学等众多领域。 三星集团成立于1938年,由李秉喆创办。三星集团是家族企业,李氏家族世袭,旗下各个三星产业均为家族产业,并由家族中的其他成员管理,集团领导人已传至 李氏第三代,李健熙为现任集团会长,其子李在镕任三星电子副会长。

腾讯机构

腾讯科技股份有限公司(港交所:700)是中国规模最大的互联网公司,1998年11月由马化腾、张志东、陈一丹、许晨晔、曾李青5位创始人共同创立,总部位于深圳南山区腾讯大厦。腾讯由即时通讯软件起家,业务拓展至社交、娱乐、金融、资讯、工具和平台等不同领域。目前,腾讯拥有中国国内使用人数最多的社交软件腾讯QQ和微信,以及中国国内最大的网络游戏社区腾讯游戏。在电子书领域 ,旗下有阅文集团,运营有QQ读书和微信读书。

http://www.tencent.com/
物联网技术技术

物联网(英语:Internet of Things,缩写IoT)是互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络。物联网一般为无线网,而由于每个人周围的设备可以达到一千至五千个,所以物联网可能要包含500兆至一千兆个物体。在物联网上,每个人都可以应用电子标签将真实的物体上网联结,在物联网上都可以查出它们的具体位置。通过物联网可以用中心计算机对机器、设备、人员进行集中管理、控制,也可以对家庭设备、汽车进行遥控,以及搜索位置、防止物品被盗等,类似自动化操控系统,同时通过收集这些小事的数据,最后可以聚集成大数据,包含重新设计道路以减少车祸、都市更新、灾害预测与犯罪防治、流行病控制等等社会的重大改变,实现物和物相联。

自动化技术技术

自动化技术是一门综合性技术,它和控制论、信息论、系统工程、计算机技术、电子学、液压气压技术、自动控制等都有着十分密切的关系,而其中又以“控制理论”和“计算机技术”对自动化技术的影响最大。一些过程已经被完全自动化。

小米机构

小米是中国一家专注于智能硬件、智能家居以及软件开发的企业,于2010年4月6日成立,总部位于中国北京,截至2018年3月31日,员工人数近1.45万。 2010年8月及12月,小米发布了基于安卓系统深度定制的第三方固件MIUI及首款移动应用米聊。2011年8月16日,小米正式推出了其第一款硬件产品——小米手机(一代),开创了以互联网线上抢购高配置、低售价的智能手机销售模式。 通过旗下生态链品牌MIJIA(米家),小米的产品线从智能手机及耳机、移动电源等手机周边产品和音箱、手环等相关移动智能硬件,扩展到智能电视、机顶盒、路由器、空气净化器、电饭煲等家居消费产品。截至2018年3月底,小米已进入全球74个国家和地区的市场,并在其中15个市场智能手机出货量名列前五。 2012年,小米全资买入北京多看科技有限公司,进入电子书阅读领域。多看阅读是旗下网站,并有相应的App。2018年,业界传闻小米有计划生产电子阅读器。 2018年5月3日,小米正式向香港交易所提交IPO申请[6],于2018年7月9日以同股不同权的方式挂牌上市,并计划于7月23日纳入恒生综合指数。 2018年11月19日,美图公司与小米集团宣布达成战略合作伙伴关系,合作期限30年。

5G技术

第五代移动通信系统(5th generation mobile networks),简称5G,是4G系统后的延伸。美国时间2018年6月13日,圣地牙哥3GPP会议订下第一个国际5G标准。由于物理波段的限制,5G 的网络也将会与其他通信技术并用,包含长距离的其他传统电信波段。

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