5G時代，邊緣計算成AI芯片發力點

陳炳欣

人工智能（AI）芯片首先是在云端服務器市場得到應用，隨后向終端領域擴展，然而目前在5G商用大潮的推動下，邊緣計算（edgecomputing）開始受到重視，越來越多邊緣服務器被鋪設。人工智能在邊緣側的應用也逐漸展開。未來一段時間，邊緣計算將成為AI芯片發展最快的新領域。這也意味著，人工智能最終將在“云一邊一端”的全產業鏈條上實現覆蓋。

邊緣計算重要性持續增加

邊緣計算的重要性在5G時代將不斷凸顯出來，數據的處理向邊緣側轉移已是大勢所趨。

4G改變生活，5G改變社會。5G的到來將使無線通信技術從服務人向著服務行業、賦能產業升級的層次演進發展，進而催生出大量新興業態。中國信科副總經理、無線移動通信國家重點實驗室主任陳山枝對記者介紹了5G網絡定義的三大應用場景：eMBB（增強型移動寬帶）、mMTC（海量機器類通信）、uRLLC（超可靠、低時延通信）。更加強調高帶寬、低延時和海量設備連接是5G時代信息通信的主要特征。

而要想實現這樣的網絡性能不可能單純依靠云端服務器對終端設備提供的算力支持，勢必更多地依靠邊緣設備。邊緣計算的重要性在5G時代將不斷凸顯出來。Gartner的分析報告顯示，目前，大約10%的企業生成數據是在傳統的集中式數據中心或云之外創建和處理的。到2022年，Gartner預測這一數字將增長到50%。谷歌也稱，如果移動網站在3秒內沒有加載，53%的訪問者會放棄它。可以說隨著5G時代的到來，數據的處理向邊緣側轉移已是大勢所趨。

這種情況在人工智能領域也有所體現。此前，由于無線網絡中的數據處理主要依賴云端服務器，因此人工智能的應用更多集中予云端服務器，但是隨著5G時代的到來，邊緣計算逐漸將智能化處理從云端轉向邊緣，比如自動駕駛、遠程醫療以及智慧城市等。

對此，有專家預測，這些智能終端產品或解決方案，都不允許超過數毫秒的時延，并對于抖動或時延變化極其敏感。未來，如果沒有邊緣計算的支持，將有很多應用可能都無法實現。

邊緣計算AI芯片開發受重視

隨著邊緣計算的發展，面向邊緣計算的AI芯片也開始受到越來越多的重視。

“在發展過程中，AI芯片首先是受到了云端服務器市場的關注和應用，國際公司如Google的TPU、亞馬遜的lnferentla、英特爾的Spring-Crest，國內公司如寒武紀的MLU100、百度的昆侖、華為的升騰、比特大陸的算豐，都是面向云計算所開發。其次，AI芯片在終端SoC市場的發展也較快，由于移動智能終端的競爭趨于白熱化，華為、高通等公司紛紛推出專屬SoC搭載AI加速模組，以實現終端側的人工智通計算，AI加速模組IP的提供商也有ARM、Cadence、CEVA、寒武紀等公司。”清華大學電子工程系教授汪玉指出。

不過，隨著邊緣計算的發展，面向邊緣計算的AI芯片也開始受到越來越多的重視。去年，華為發布了Ascend系列芯片，其中Ascend310芯片定位中高端，其8W/8TFlops的性能下可覆蓋智能攝像頭市場，可進擊自動駕駛市場，華為已經與奧迪合作，發布了基于As-cend 310芯片的自動駕駛邊緣服務器MDC600.算是針對邊緣服務器市場的一次重要嘗試。Nvidia的Xavier芯片，峰值算力30TOPS，功耗30W，主要面向自動駕駛，同樣是邊緣計算的產品之一。比特大陸發布的第二代AI芯片BMI682自帶視頻解碼和后處理操作且集成了CPU，面向視頻監控，同樣可應用于邊緣計算服務器。

“新的邊緣啟用、數據密集型應用和工作負載將由AI提供支持。AI將用于分析和解釋來自這些應用程序的數據，以幫助人們在這些情況下，實時做出關鍵決策。”汪玉表示。

可以預計邊緣計算會成為未來最重要的人工智能硬件市場之一。在未來無論是相關應用還是相關芯片都將有更多公司大手筆投入，從而推動人工智能的進一步發展。中國AI芯片市場將進一步擴大

華為、商湯、曠視、比特大陸等企業紛紛推出優秀的產品并在市場上站住了腳跟。

目前，中國5G商用已經啟動。伴隨5G商用幅射面的不斷擴大，人工智能、云計算、大數據、物聯網等新興產業發展迅猛，中國AI芯片市場將進一步擴大。中國AI芯片廠商如何利用這個發展機遇加快搶占邊緣側市場陣地呢？

首先應當明確的是，邊緣計算等AI芯片目前最大的應用市場其實是在中國。隨著越來越多人工智能應用的落地，華為、商湯、曠視、比特大陸等企業紛紛推出優秀的產品并在市場上站住了腳跟。這一方面加速了基于人工智能的應用成熟，另一方面也給AI芯片帶來了市場，從而為人工智能完整產業鏈的成熟帶來了機會。

此外，汪玉提出建議，目前AI芯片設計面臨著太多種的構架，如TF、Pytorch、Caffe、Mxnet等。同時現存的芯片平臺也有很多，如CPU、GPU、FPGA，ASIC等。這就給AI芯片的設計開發帶來了極大的挑戰。如果能有公司設計開發出一款中間層性質的平臺產品，由它來向上支持不同類型的設計框架，向下支持各種芯片平臺，并最終服務于各個人工智能公司，將大大降低AI芯片設計中的復雜度，提高工作效率。這其中蘊含著巨大的商機。

汪玉也呼吁應當加強產學研的結合，以技術為基本出發點，營造出有利于創新發展的環境。通過這一系列的努力，中國完全可以抓住新一輪由5G商用所趨動的邊緣計算市場商機。