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双核+GPU加持,华米科技黄山2S来了:智能可穿戴芯片进入全新时代

机器之心原创

作者:泽南

坚持自主,拒绝拿来主义。华米向我们展示了智能手表的未来。

推出全球首款智能穿戴芯片的华米科技,本周又宣布了一系列全新技术突破。

7 月 13 日,华米在合肥举行的发布会上,推出了新一代双核 RISC-V 架构可穿戴芯片黄山 2S、自研可穿戴操作系统 Zepp OS、血压测量引擎 Pump Beats 等多项新技术。

在这其中,最引人瞩目的黄山 2S 性能的全面提升。

「这就是我们心目中让智能手表实现所有功能,保护用户健康的芯片。」华米科技创始人、董事长兼 CEO 黄汪在发布会上说道。

双核+GPU加持,华米科技黄山2S来了:智能可穿戴芯片进入全新时代

华米 CEO 黄汪拿着一块晶圆上台开始了演讲,上面排列着 4000 块黄山 2 号芯片。

黄山 2S 的推出,意味着华米向自己科技连接健康的企业使命迈出了重要一步。

全球首款双核智能可穿戴芯片,还带 GPU

在芯片领域,开源指令集 RISC-V 是近年来炙手可热的研究和产业发展方向。在这条道路上,华米起步得很早,如今发布的黄山 2S 已是其第三代量产芯片。

与前几代不同的是,黄山 2S 采用了双核 RISC-V 架构,集成了超低功耗的小核,又搭载了独立 GPU,带来算力更强、功耗更低的性能体验。

这块将被 “塞” 进手表的芯片可以承载各类高负载计算,其中大核系统还集成了 FPU,支持浮点运算。相比黄山 2 号,新一代产品的运算效能提升了 18%,运行功耗则降低了 56%,休眠功耗降低多达 93%,这意味着在相同条件下,手表的续航时间可以提升 190%。

该芯片中还集成了一颗 2.5D GPU,图形加速性能比上一代提升 67%,可独立处理图形相关指令,让操作系统运行更加流畅。在实机演示中,它可以让手表上的 UI 界面最高达到 60Hz 刷新率。

此外,黄山 2S 芯片搭载的卷积神经网络加速处理单元,可以迅速识别疾病类型;在处理房颤识别任务时,识别速度是纯软件计算的 26 倍。

双核+GPU加持,华米科技黄山2S来了:智能可穿戴芯片进入全新时代

「黄山 2S 可以保证智能手表 24 小时不间断处理传感器数据,实现全天候生物数据连续监测,保证了可穿戴设备健康功能稳定、持续地运行,」华米科技联合创始人、硬件技术副总裁赵亚军介绍道。「它已达到国际领先的算力水平,实现了超强算力和超低功耗的完美结合。」

据介绍,这款芯片已在今年 3 月流片成功,将于今年第四季度随着华米第三代 Amazifit 系列手表出现在市场上。

随着芯片的交付,下一代华米智能手表将具备业内更加领先的健康监测性能。为可穿戴设备量身打造芯片,是华米一直以来不断突破自我的关键。

四年三代,「黄山」的演进逻辑

为什么要做自己的芯片?对于华米来说,这是一条必须要走的路。

「在华米创立近八年的时间里,我们从手环做到手表,健康监测的任务原来越重。从计步、心率,再到各种复杂功能。市场上没有任何芯片能够兼顾强大的算力和足够的续航时间。」黄汪说道。

早在 2016 年,华米科技就开始筹划芯片和传感器的自主研发。华米还和英特尔、西数共同投资了 RISC-V 生态中最令人瞩目的公司 SiFive——它正是由发明 RISC-V 开源指令集的 UC Berkeley 师生创办的。另一家被华米投资的公司 GreenWaves,还打造出了 RISC-V 生态里第一颗商业化八核处理器。

在充分考虑智能手环、智能手表等硬件产品上 AI 算法的优化,和投入芯片领域面临的挑战之后,华米科技走向了芯片自研的道路。

2018 年,华米推出了全球首款智能可穿戴领域的芯片黄山 1 号;2020 年,黄山 2 号全面革新,加入了 NPU 和协处理器的第二代芯片。这些芯片随后搭载在了华米 AMAZFIT 的智能手表上。

如果说黄山 1 号验证了 RISC-V 芯片在可穿戴设备上的可行性,黄山 2 号则实现了从能用到好用的进步。最新的黄山 2S 作为进一步升级的版本,在性能、算法和功耗上均有了大幅度提升。

黄山芯片未来不仅会出现在华米科技的智能手环和智能手表上:除可穿戴设备外,华米还通过将芯片和 Zepp OS 授权给关联企业亿通科技的方式,打开了智能家居、车载设备等智能芯片的更多应用方向;Zepp OS 可以支持基于 RISC-V 的整个生态体系。

但对于华米自身来说,一切都探索都是围绕健康领域进行的。

华米的核心竞争力

与苹果、三星和华为等手机厂商不同,作为专注于可穿戴设备的厂商,如何打破人们全家桶思维是华米一直在思考的问题。

「手机中的 APP 未必比手机本身价值要小。比如微信、美团等,它们关注人们的衣食住行。我们聚焦的重点是健康——如果在健康领域做到极致,其价值将产生核心竞争力。我们希望华米的 APP 能够被安装在所有手机上,」黄汪说道。

但以可穿戴设备的形式实现这样的目标并不容易。一块智能手表需要软硬件多方面的高度配合,而多年来市面上并没有专门为智能手表研发的好用芯片和操作系统。这意味着要打造极致的产品,必须要自己做好芯片,构建自己的算法。

在人工智能算法上,华米做到了业内领先。这家公司的心率引擎 RealBeats 可以实现每天 24 小时监测心律不齐和房颤,血氧算法 OxygenBeats 可以监测睡眠呼吸综合征,捕捉到异常情况立刻就有震动预警。

在 7 月 13 日的发布会上,华米推出了全新血压算法 PumpBeats。它可以让常规的智能手表具备血压监测功能,与华米现有的心率、血氧、心电监测功能相结合,帮助用户提前预防潜在心血管疾病危险,给用户带来更全面的健康守护。

双核+GPU加持,华米科技黄山2S来了:智能可穿戴芯片进入全新时代通过第三代光传感器和深度学习模型,在华米手表上只需进行 30 秒测量就能获得高精度的血压数据。华米的血压测量技术和北京大学第一医院合作,针对病患的特殊情况也进行了优化。

「在可穿戴设备领域里,友商有的算法我们都有,而且我们全部都是自研的。从最简单的计步到运动识别、运动指导,再到基于光学传感器的心率、血氧、睡眠、血压测量。我们今天发布的 30 秒主动监测基于纯光学传感器,可以很容易地推广到被动测量,最终实现无意识的主动血压监测。」华米科技算法技术副总裁、人工智能研究院院长汪孔桥说道。

华米还推出了自己的操作系统 Zepp OS:这是一款面向智能可穿戴设备的操作系统,专注于轻量化,系统占用仅 55MB(是 Watch OS 8 的 1/28),同时又带有离线智能语音唤醒等 AI 能力。华米还开放了 Zeus 小程序开发框架,支持人们在智能手表上自行开发应用。

年均 4 亿投入研发

可穿戴设备通过持续不断的健康监测,实现了医疗筛查过程的前置,通过智能手表提前获知疾病,甚至拯救生命的案例已经出现过许多次了。在未来,我们或许可以通过这些智能设备实现全面且持续的健康监测功能。

而在这些技术快速发展的过程中,华米已取得领先。

双核+GPU加持,华米科技黄山2S来了:智能可穿戴芯片进入全新时代

除了黄山 2S、Zepp OS 系统和血压监测算法,华米在发布会上还展示了一款小型化便携 MRI 核磁共振设备。

华米科技过去三年的研发投入平均是 4.1 亿人民币,其中去年的费用达到了 5.38 亿元。在新兴互联网公司和智能硬件公司之中,华米的研发投入是别家的两到三倍。迄今为止,这家公司申请的专利已经超过 1000 项,其中发明专利接近一半。

这些技术获得了大量用户反馈提供的支撑:华米的智能健康设备出货量已经超过 1.7 亿台。今年一季度,据 IDC 数据显示,华米科技自有品牌 Amazfit、Zepp 智能手表的出货量已跻身全球前四;2020 年该公司智能设备的销量高达 4570 万,其中海外的销量超过一半。

目前,华米拥有包括智能手表、智能手环、TWS 耳机以及跑步机等在内的智能硬件产品线。随着自研芯片、算法和操作系统的不断完善,华米打造的健康生态已经趋近完整。

在华米发布会的前一天,黄汪发布了一篇标题为《华米为什么要走一条 XIN 路?》的长文。其中说道:「对于可穿戴领域,一旦芯片和软件能够很好地磨合,自主权和想象空间也更大。但因为需要对研发有长期、持续的投入和承诺,这是一条少有人走的路,有资本、有底气、有信心坚持下来的只有寥寥几家。」

「华米并非巨头,也太年轻,(独立研发)从试错成本来看或许会影响到短期利润…… 去探索这条新路的理由,是我们坚信为用户带来最佳使用体验必须通过垂直整合的方法实现。智能可穿戴设备的价值不仅仅是一个硬件消费品,更重要的是数据、健康的价值。」

在未来,华米还将继续在这条无比艰难却又正确的道路上前进。

产业智能穿戴设备华米科技
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