机器人已经融入到了我们生活的方方面面,现在酒店、餐饮、娱乐、工业等等各个领域都有机器人在为我们服务。机器人越来越智能,应用场景也越来越多,因此,对底层的芯片处理要求也越来越高,那么机器人怎样才能做到更高效、更智能、更安全呢?6月29日,由Aspencore与深圳市新一代信息通信产业集群联合主办的AIOT 2022国际生态发展大会-智慧机器人分论坛上,安谋科技高级产品经理柴卫华从机器人底层处理器的角度分享了前端采集、处理、后端AI分析以及安全等一系列技术和产品。

机器人已经融入到了我们生活的方方面面,现在酒店、餐饮、娱乐、工业等等各个领域都有机器人在为我们服务。机器人越来越智能,应用场景也越来越多,因此,对底层的芯片处理要求也越来越高,那么机器人怎样才能做到更高效、更智能、更安全呢?

6月29日,由Aspencore与深圳市新一代信息通信产业集群联合主办的AIOT 2022国际生态发展大会-智慧机器人分论坛上,安谋科技高级产品经理柴卫华从机器人底层处理器的角度分享了前端采集、处理、后端AI分析以及安全等一系列技术和产品。

虽然现在行业中有HPC高性能处理器,有NPU、CPU、GPU,但是仅仅有强大的处理还不够,还需要数据,这就需要前端传感器系统,同时如果没有可靠的安全机制,也可能对我们的生活造成不可预估的破坏。

针对这三个方面,安谋科技提出了全场景全域全栈解决方案,包括前端视觉处理器LINLONG“玲珑”,高性能AI处理器Zhouyi(周易)NPU、以及安全处理器Shanhai(山海)。

高效视频处理器:LINLON“玲珑”

现在的视觉处理系统与过去传统的影像完全不一样,以前(十年前)的影像系统主要是捕捉到的图像好不好看,是不是真实没有关系,主要是好看。但今天的影像系统发生了一些翻天覆地的变化,不仅仅要好看,还要看得清、看得远、看得透。整个视觉系统已经从观看转变到感知,譬如像机器人、大型汽车等等都呈现出这样的趋势。

安谋科技的 “玲珑”处理器非常强大,视频源头主流是4K,未来将看到8K甚至8K60这样高吞吐率的产品。

360°视角的挑战

人只有前面两个眼睛,但要让机器人更灵活、更聪明,需要更多摄像头,可能从前到后需要360度的视角。现在的自动驾驶汽车,也是典型的机器人,它从车内、车外到整个车身都布满了摄像头(或者激光雷达),未来机器人可能都是这个趋势。

这对ISP处理器提出了一个很高的挑战,需要同时接入多路的输入源并进行处理。同时因为场景不确定,可能在户外,窗户以及逆光等提出了更高的要求。

这方面,“玲珑”ISP具有8K60FPS处理能力,支持16路摄像头,支持140dB甚至更高的HDR,可以很好的适应各种场景。

全栈解决方案

机器人的覆盖场景非常多,从玩具机器人到专业机器人,对性能方面的要求也完全不一样。

玩具机器人,更多的是考虑能耗和成本,可能一些比较低端、高能效的方案比较合适。

但还有要求高画质的机器人,还有要求高性能的专业机器人,这需要更强劲的高端处理器。

针对这些情况,“玲珑”处理器开发了3系列、5系列、7系列,i3x针对高效能,i5x针对高画质,i7x针对高性能,这三个系列覆盖了整个视觉影像处理的全场景全栈解决方案。

高效视频处理

前面是感知采集数据,有了数据后,海量数据怎么处理?这就同时需要一个比较高效的视频处理器。

这方面,“玲珑”VPU具有2倍的解码性能,减少了30%的带宽,编码效率提升了20%,同时可以做到8K120的高视频支撑,关键产品上面能够支持非常好的性能,除了性能带宽方面,它对图像的质量或者画质也有非常高的提升。

高性能AI处理器:Zhouyi“周易”

除了视频前端的感知和处理,后端还需要强大的数据处理和分析能力。

这方面安谋科技有强大的Zhouyi(周易)NPU,它的性能非常高,从0.2-1000TOPS都可以支持。

ARM在汽车、服务器等方面对NPU性能要求非常高的场景都部署了。低端的譬如小型扫地机器人、智能音箱,覆盖场景非常广,而且对网络的支持也非常友好。小型网络和大型网络的需求不一样,网络方面的特性也不一样,要求处理器能比较好的全面的支持。

机器人的场景跨度比较大,有一些不同的低端场景或者高性能要求场景,对处理器要求也是不一样的,所以安谋科技的处理器设计时,对性能配置和性能编程的划分非常灵活。除了标准的Core,还可以分不同集群,多核、多集群,配置都非常灵活。

机器人的有些领域,特别是工业领域,对安全的要求也非常高。

ARM的“玲珑”ISP和Zhouyi NPU都有认证,可以确保在开发时有很好的安全支持。

Zhouyi NPU的架构非常领先,NPU内部除了特别为神经网络处理的处理器之外,还有行为模式专用加速器,以及标量处理器。这些是一个超长指令集处理器,对视频、声音的处理非常友好。

目前的场景对神经网络的挑战越来越大,更新越来越快,对于处理器的设计要求比较全面,要求支持各种数据格式。Zhouyi NPU支持int4、int8、int12、int16以及fp16、bf16,还支持Winograd。

安全处理器:Shanhai“山海”

当前,对安全可靠性的要求越来越高,特别是与人交互的场景,不能带来误判,给人带来威胁。Shanhai系列处理器的底层有硬件加速器,整个安全架构包括了底层软件以及上层软件全套保驾护航解决方案,可以达到安全可使用的标准。

开发生态

做处理器研发,还要考虑能否快速部署,因此,在开发生态系统时也要做到比较全面。

安谋科技的系列处理器支持现在主流的TensorFlow框架、PYTORCH、Caffe、MXNET、ONNX都要支持,还有一整套软件,包括Compiler等都非常成熟。

在AI时代,对神经网络的处理非常重要,不同的客户要求不一样,安谋科技的编程模式比较灵活,可以支持高层的指令集,也可以支持低层的指令集,能够给客户更大的灵活性。

灵活性带来的一个是高效,一个是性能的提升。 

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