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中国首款嵌入式神经网络处理器星光智能一号诞生中国智能化产业与产品网

发布时间:2021-01-07 11:36:56 丨 浏览次数:

  光明网6月20日电(记者 战钊)今天下午,中星微数字多媒体芯片技术国家重点实验室宣布,经过三年多的攻坚克难和不懈努力,中国首款嵌入式神经网络处理器(NPU)芯片诞生,并已于2016年3月6日实现量产。

  该芯片被命名为“星光智能一号”,是中星微“星光中国芯”工程的最新成果。星光智能一号针对卷积神经网络(CNN)算法特性而设计,在一个时钟周期内,NPU处理器可同时完成64个长位宽MAC运算或者128个短位宽MAC运算。每个NPU处理器具有38G Ops的长位宽处理能力或者76G Ops的短位宽处理能力。

  这标志着我国在神经网络处理器领域的研究和开发上取得了重大突破;在基于“数据驱动并行计算”架构的深度学习人工智能领域达到国际先进水平;使我国视频监控行业发展由模拟时代、数字时代跨入智能时代,实现产业化并促进整体水平提升,在全球确立领先地位。

  中国首款嵌入式神经网络处理器星光智能一号诞生中国智能化产业与产品网(图1)

  “星光智能一号”中国首款嵌入式神经网络处理器芯片诞生——成果发布会

  践行创新驱动,“敢为天下先”

  在刚刚过去的全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协“九大”上,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平对于科技创新做了重要阐述,他指出,“我国科技界要坚定创新自信,坚定敢为天下先的志向,在独创独有上下功夫。”

  习近平总书记还指出,“科技成果只有同国家需要、人民要求、市场需求相结合,完成从科学研究、实验开发、推广应用的三级跳,才能真正实现创新价值、实现创新驱动发展。”

  此次中星微推出的神经网络处理器和嵌入式视频监控芯片,就是对“敢为天下先”、“创新驱动发展”的生动实践。

  中国首款嵌入式神经网络处理器星光智能一号诞生中国智能化产业与产品网(图2)

  中星微NPU架构图

  数字多媒体芯片技术国家重点实验室执行主任张韵东介绍说,NPU采用了“数据驱动”并行计算的架构,彻底颠覆了传统的冯诺依曼架构。这种数据流(Dataflow)类型的处理器,极大地提升了计算能力与功耗的比例,特别擅长处理视频、图像类的海量多媒体数据,使得人工智能在嵌入式机器视觉应用中可以大显身手。

  值得一提的是,这款神经网络处理器已经成功应用于嵌入式视频监控芯片——星光智能一号(VC0758),并实现量产,该芯片可以广泛地应用于高清视频监控、智能驾驶辅助、无人机、机器人等嵌入式机器视觉领域。

  中星微集团坚持“企业为主体、市场为导向”,聚集了北京、广东、天津、青岛、硅谷的研发力量,采用了先进的千万门级集成电路设计技术及超亚微米芯片制造工艺,在TSMC成功实现投片量产,完成了从科研、开发到量产应用的“三级跳”,科研成果直接转化成为了生产力,中星微相关负责人自豪地说,“中星微的芯片不仅做得好,而且卖得好!”

  据了解,星光数字多媒体芯片系列产品,广泛应用于个人电脑、宽带、移动通讯、信息家电等领域,占据了全球计算机图像输入芯片60%以上的市场份额。此次推出的星光智能一号芯片,也得到市场的密切关注,已经进入商用阶段。

  中国首款嵌入式神经网络处理器星光智能一号诞生中国智能化产业与产品网(图3)

  “星光智能一号”芯片

  抢占制高点,实现“弯道超车”

  作为国民经济和社会发展的战略性、基础性、先导性产业,集成电路产业是全球各国抢占的制高点。有数据显示,中国十余年集成电路的进口额超过石油,与此同时,很多民族企业在国外遭到不公正待遇,而问题的症结也是芯片。

  面对严峻的局势,中国集成电路产业应该如何应对?如何实现“弯道超车”?中星微给出的答案是——自主创新:核心技术+国家标准!

  张韵东表示,无论是技术,还是标准,中国在视频监控领域都是全球领先的。早在2001年,中星微电子就开发出第一块具有中国自主知识产权、世界领先的图像处理芯片“星光一号”,结束了中国无“芯”的历史。

  数字多媒体芯片技术国家重点实验室依托于中星微电子公司,实验室主任由邓中翰院士担任,学术委员会主任是千人计划专家杨晓东博士。

  该实验室紧密围绕数字多媒体芯片的应用基础和关键技术开展研究。凝练了数字多媒体信号处理技术等五大研究方向,开展了超大规模SoC芯片设计技术、安防监控芯片等相关应用基础与技术研究。

  从2013年开始研发,到今天推出量产级的神经网络芯片,中星微走过了3年多的时间,期间取得了大量的技术突破,张韵东的团队始终怀着“自主创新”的壮志雄心。

  据了解,张韵东的科研团队由两部分组成,一组是由昝劲文博士牵头的嵌入式人工智能项目组,另一组是由周林均博士牵头的神经网络处理器项目组。目前,星光智能一号芯片已经取得了16项国内外专利。

  2010年,由中星微以及公安部第一研究所作为牵头单位,制定了安全防范视频监控数字音视频编解码(SVAC)国家标准,这是全球第一个针对视频监控的音视频编解码标准,走出了一条具有中国特色的高科技发展之路。据了解,今年这个标准将升级为第二代,智能分析模块将成为重要的组成部分。

  张韵东表示,中星微正在探索一条从标准、技术到芯片、系统产品全链条的产业化发展道路,“只有坚持自主创新之路,中国才能真正建成科技强国。对于未来,我们充满信心”。


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