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深度｜21世紀(jì)經(jīng)濟報道 · 鯤云科技研發(fā)數(shù)據(jù)流AI芯片，助力多場景數(shù)字化改造升級

作者：鯤云科技

發(fā)布時間：2022-11-21 11:51:01

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人生是場長跑，制勝的關(guān)鍵不是瞬間的爆發(fā)力，而是整場比賽的平均速度。AI（人工智能）芯片同理，考驗一款A(yù)I芯片的優(yōu)良不僅僅是峰值算力，還有長時間工作下的實測性能。

隨著AI日益成熟，數(shù)字化正深入各個領(lǐng)域。AI產(chǎn)業(yè)鏈包括三層，其中最底層也是最基礎(chǔ)的就是以芯片等硬件為AI提供數(shù)據(jù)及算力支撐的基礎(chǔ)層。

鯤云科技便是國內(nèi)諸多AI芯片設(shè)計廠商中一顆冉冉升起的新星，自成立之初專注AI芯片的研發(fā)設(shè)計。鯤云科技以數(shù)據(jù)流技術(shù)為核心，提供高性能、低延時、高算力性價比的下一代人工智能計算平臺。

6月，鯤云科技憑借CAISA芯片，獲得了中國智能科技技術(shù)最高獎——吳文俊人工智能專項獎芯片項目一等獎。

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鯤云科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官蔡權(quán)雄在接受南方財經(jīng)全媒體記者采訪時表示，隨著摩爾定律逼近物理極限，單純依靠制程提高芯片性能愈發(fā)困難，鯤云的核心技術(shù)是采用定制的數(shù)據(jù)流架構(gòu)，該架構(gòu)可以不依賴指令集加速人工智能計算。鯤云科技可基于現(xiàn)有的成熟制程，通過架構(gòu)創(chuàng)新，提高芯片的使用率，從而大幅降低用戶使用人工智能的成本。

另辟蹊徑自主研發(fā)底層架構(gòu)

在2015年牛昕宇參加學(xué)術(shù)論壇后，臺下一位天使投資人對其發(fā)出創(chuàng)業(yè)邀請。彼時他師從數(shù)據(jù)流架構(gòu)的開創(chuàng)鼻祖陸永青院士，是英國帝國理工學(xué)院的全獎博士和實驗室負(fù)責(zé)人。

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那年第一代AI芯片開始爆發(fā)，傳統(tǒng)芯片廠商、算法公司、互聯(lián)網(wǎng)巨頭魚貫而入。牛昕宇開始有點猶豫，但在恩師的支持下，2016年他毅然回國創(chuàng)立了鯤云科技。后來，牛昕宇又向師兄蔡權(quán)雄拋出橄欖枝，邀請他出任鯤云科技CTO，并從帝國理工學(xué)院挖掘了一批創(chuàng)業(yè)伙伴。

蔡權(quán)雄表示，創(chuàng)業(yè)初期最大難點是對AI芯片市場需求的判斷，這將其決定技術(shù)路線的迭代方向；這才有前期產(chǎn)品一邊同客戶推廣，一邊觀察市場需求反復(fù)打磨的經(jīng)歷。

“做AI芯片有兩個方向。一個是基于傳統(tǒng)的指令集架構(gòu)，這條路相對容易，但是在芯片利用率上很難拉開差距。例如國外的AI芯片在算力和制程每一個指標(biāo)都非常領(lǐng)先，加上國外專利的壟斷性，在這種情況下，我們在這條路上想要突出重圍，是非常難的。”牛昕宇表示。

鯤云科技基于30余年的技術(shù)基礎(chǔ)，瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù)流架構(gòu)獨立研發(fā)。早在求學(xué)期間，牛昕宇就已經(jīng)將數(shù)據(jù)流底層技術(shù)作為主要的研發(fā)方向，并致力于推進數(shù)據(jù)流架構(gòu)和各個特定應(yīng)用領(lǐng)域的融合，比如金融、機器學(xué)習(xí)、物理仿真等。

經(jīng)過三年打磨，2020年鯤云發(fā)布全球首款數(shù)據(jù)流AI芯片CAISA，搭載了四個CAISA3.0引擎，峰值性能可達(dá)10.9TOPs，經(jīng)第三方檢測，該芯片可實現(xiàn)最高95.4%的芯片利用率，并已實現(xiàn)量產(chǎn)。

與X86架構(gòu)、ARM架構(gòu)等指令集架構(gòu)不同，數(shù)據(jù)流架構(gòu)的顯著特點就是依托數(shù)據(jù)流的流動次序控制計算執(zhí)行次序，而非指令執(zhí)行次序，使用粗粒度表示來提高數(shù)據(jù)的并行度，并允許編譯器同時調(diào)度多個順序循環(huán)和功能，以實現(xiàn)更高的吞吐量和更低的延遲。

數(shù)據(jù)流架構(gòu)的意義在于突破了傳統(tǒng)芯片架構(gòu)對芯片利用率的束縛，最大化發(fā)揮芯片的峰值性能，蔡權(quán)雄表示，“我們的紙面標(biāo)稱性能可能不及同類競品，但是我們實際使用效率或?qū)嶋H算力比肩同類競品，價格上還有一定的優(yōu)勢。”

對于定制類架構(gòu)，市面上有聲音認(rèn)為通用性不足，牛昕宇表示，這恰恰是數(shù)據(jù)流能解決的問題，CAISA定制數(shù)據(jù)流架構(gòu)是一個針對深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的通用架構(gòu)，CAISA架構(gòu)底層算子可配置支持不同計算方式，支持不同算子組合和拓展，不同框架和開發(fā)方式可通過端到端的編譯器RainBuilder來支持實現(xiàn)。

多場景落地實現(xiàn)商用

目前，鯤云研發(fā)的CAISA芯片及加速卡產(chǎn)品等已在多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商用。鯤云科技為智慧安監(jiān)、智慧油田、智慧化工等領(lǐng)域提供包括邊緣計算的整體解決方案。

所謂邊緣計算有一個著名“章魚論”。章魚捕獵靈巧迅速，腕足之間配合嫻熟，這是因為章魚神經(jīng)元只有40%在腦部，剩下60%分布在章魚的八條觸角上，以觸角替代大腦思考，就近解決問題和快速反應(yīng)，章魚這種信息處理方式就相當(dāng)于“邊緣計算”。

隨著技術(shù)的發(fā)展，人們越來越需要在“腕足”的邊緣，實現(xiàn)計算和決策。“在這些場景中，‘降本增效’是核心需求”，蔡權(quán)雄表示。

例如在化工場景中，傳統(tǒng)的安防監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)比較成熟，攝像頭監(jiān)控系統(tǒng)基本部署完成，但視頻結(jié)構(gòu)化利用率較低，單純依靠人工巡檢不現(xiàn)實。

據(jù)介紹，鯤云科技采用邊緣計算，對現(xiàn)場接入的百余路視頻進行視頻處理，實現(xiàn)全廠區(qū)24小時實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)火情、安全防護著裝違規(guī)、作業(yè)場所違規(guī)操作等風(fēng)險事件并報警，幫助安全管理中心及時做出反應(yīng)。憑借CAISA芯片的高算力性價比，智慧安監(jiān)在提升感知效率的同時，也能降低用戶的使用成本，現(xiàn)已在國內(nèi)超1000個項目中使用。

蔡權(quán)雄表示，許多邊緣端場景還存在“碎片化”需求，因此廠商除了考慮提升芯片利用率，做到更高算力性價比之外，還需要思考如何提升通用性、軟件易用性等。

除此之外，為面向高性能AI推理市場，鯤云推出星空加速卡X3，現(xiàn)已與多個龍頭企業(yè)完成產(chǎn)品適配，落地在邊緣端。

蔡權(quán)雄表示，數(shù)據(jù)平臺更注重構(gòu)建先進的AI算力基礎(chǔ)設(shè)施，一方面，算力基礎(chǔ)設(shè)施更新?lián)Q代會降低數(shù)據(jù)的傳輸成本，導(dǎo)致更多的數(shù)據(jù)被收集，產(chǎn)生更大的算力需求；另一方面，算力密度越來越高，系統(tǒng)性能越來越強，部署成本越來越可控。

在他看來，邊緣和云會有共存的關(guān)系，邊緣側(cè)主要進行實時處理，數(shù)據(jù)匯集后進行更深入的分析，二者都在快速增長中，且都有廣闊的市場前景。

在首款數(shù)據(jù)流AI芯片實現(xiàn)量產(chǎn)并大規(guī)模商用后，鯤云科技并未停下腳步。據(jù)蔡權(quán)雄透露，明年鯤云科技將會推出第二代CAISA芯片，采用先進制程，采用CAISA 4.0架構(gòu)，最大特點是實現(xiàn)單芯片上解決所有AI的相關(guān)運算。
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