SoC 設計與應用技術領導廠商Socionext Inc.（以下“公司”）宣布成功發(fā)開一款集成有量化深度神經網絡（DNN）技術的原型芯片，可為小型、低功耗邊緣計算設備提供先進的AI處理。

受日本新能源與產業(yè)技術綜合開發(fā)機構（NEDO）委托，Socionext參與了以《先進的低功耗AI-Edge LSI技術開發(fā)》為課題的項目研究，成功完成了結合量化DNN技術的芯片測試，并確認了其運行和性能。該測試芯片搭載有“量化DNN引擎”，能以高速、低功耗執(zhí)行深度學習推理處理。

目前，基于通用GPU的邊緣計算處理器無法滿足日益增長的人工智能處理需求。以搭載有圖像識別和分析功能的邊緣計算設備為例，其系統(tǒng)功耗和發(fā)熱量與通用GPU相比有明顯增加，不得不通過提升成本擴容設備等方式滿足AI處理需求。

量化DNN引擎

為提高AI處理性能并減少系統(tǒng)功耗，Socionext開發(fā)了一款采用“量化DNN技術”的專有體系架構，它減少了深度學習所需的參數(shù)和激活位。該體系架構將1-bit （binary）、2-bit （ternary） 低比特率技術、傳統(tǒng)8-bit技術及公司獨創(chuàng)的參數(shù)壓縮技術結合，以較少的計算資源執(zhí)行大量計算處理，并減少數(shù)據(jù)量。

除此以外，Socionext還開發(fā)了一種新穎的片上存儲技術，可提供高效的數(shù)據(jù)傳輸，從而減少深度學習通常所需的大容量片上或外部存儲器。

通過結合上述新技術，Socionext將AI芯片及“DNN引擎”原型化，并確認了其功能和性能。 原型化芯片通過“YOLO v3”以不到5W的低功耗及30fps的速度實現(xiàn)了目標檢測，其效率是通用GPU的10倍。 此外，該芯片還配備了高性能、低功耗的Arm Cortex-A系列CPU，無需外部處理器即可以單芯片執(zhí)行整個AI處理。

深度學習軟件開發(fā)環(huán)境

除硬件開發(fā)外，Socionext還構建了深度學習軟件開發(fā)環(huán)境，通過結合TensorFlow作為基本框架，允許開發(fā)人員用原始低bit位進行量化感知訓練（Quantization Aware Training）和訓練后量化（Post Training Quantization）。 開發(fā)新芯片時，用戶可以選擇最佳量化技術并將其應用于各種神經網絡中執(zhí)行高精度處理，例如在小型低功耗邊緣設備上增設最先進的計算機視覺功能，應用于高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）、監(jiān)控攝像頭和工廠自動化等場景。

Socionext目前正在通過對該原型芯片進行評估進一步調整電路優(yōu)化其性能。公司將繼續(xù)與合作伙伴一起共同開發(fā)并交付AI-Edge LSI最終產品，完成NEDO的委托項目。