近年，主流 “馮 · 諾依曼” 架構(gòu)遇到不少當(dāng)面挑戰(zhàn)者，如“類腦計(jì)算”（neuromorphic computing，也稱為神經(jīng)形態(tài)計(jì)算）技術(shù)領(lǐng)域就是試著解決傳統(tǒng)基于深度學(xué)習(xí)的端上智能視覺在功耗、成本、實(shí)時(shí)性等各方面的難點(diǎn)，為端上智能提供顛覆性的解決方案。

目前，全世界最頂尖的類腦技術(shù)都源自于瑞士。看好中國正在經(jīng)歷各種 AI 技術(shù)大力碰撞、百花齊放的黃金盛世，一支來自于蘇黎世技術(shù)團(tuán)隊(duì)組成的類腦技術(shù)芯片公司，由中國科學(xué)家喬寧博士領(lǐng)銜，帶著類腦芯片開發(fā)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)落地中國，并已經(jīng)在中國組建了研發(fā)團(tuán)隊(duì)，它就是 SynSense 時(shí)識科技。

SynSense 時(shí)識科技創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官喬寧表示，一般人對談到類腦芯片就覺得是噱頭、高大上，其實(shí)這是一種誤解。

他強(qiáng)調(diào)，為了證明類腦芯片不是很玄的東西，SynSense 時(shí)識科技要用更為實(shí)際的技術(shù)流派，將類腦技術(shù)產(chǎn)業(yè)化且落實(shí)于我們的生活周遭。

高貴不貴，類腦芯片不談算力

一般人對于人工智能芯片的刻板印象是什么？需要極高算力、超低功耗，伴隨而來的是對于高端半導(dǎo)體工藝技術(shù)的要求，以及居高不下的成本結(jié)構(gòu)。

那類腦技術(shù)芯片可能會(huì)顛覆你既有的觀念。

喬寧解釋，傳統(tǒng) AI 芯片是用來加速運(yùn)算，需要極高的算力，相反地，類腦芯片多數(shù)時(shí)間都是處于 “等待” 狀態(tài)，一旦傳感器信息發(fā)生變化，變化才會(huì)被轉(zhuǎn)化為稀松且?guī)в袝r(shí)間信息的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流。因此，類腦技術(shù)談算力沒有意義。

提到類腦技術(shù)，就不能不提脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Spiking Neural Network，SNN）。其特征之一是每個(gè)神經(jīng)元都是并行運(yùn)算，功耗極低，且對于半導(dǎo)體工藝要求不高，基本上 0.18 微米工藝即可，帶有模擬功能的完整視覺方案可以用 65nm/40nm 工藝來做，而視覺專用處理器會(huì)到 22nm/28nm 節(jié)點(diǎn)技術(shù)。

目前數(shù)字芯片的主流設(shè)計(jì)都是同步電路（Synchronous），但類腦芯片可以是 “異步電路”（Asynchronous Circuit）。事實(shí)上，因?yàn)?AI 熱潮，“異步電路” 越來越常出現(xiàn)在大家的視野中。

所謂同步電路的基本結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)的流動(dòng)靠一個(gè)全局時(shí)鐘信號（Clock）來同步。所有的時(shí)序器件都是在時(shí)鐘邊采樣數(shù)據(jù)并向后傳輸; 異步電路則是無時(shí)鐘（clockless）或者自定時(shí)（self-timed）電路。

異步電路的類腦芯片最基本是事件驅(qū)動(dòng)（Event-driven），腦皮層所有神經(jīng)元都沒有打節(jié)拍，都是靠時(shí)機(jī)和脈沖發(fā)放。

但是傳統(tǒng) EDA 軟件是需要時(shí)鐘的，不適用于異步電路設(shè)計(jì)，所以無法直接用于大規(guī)模類腦芯片研發(fā)。SynSense 時(shí)識科技有整套的自研開發(fā)工具，搭配現(xiàn)有 EDA 軟件完成設(shè)計(jì)，解決此問題。

喬寧表示，這是 SynSense 時(shí)識科技的優(yōu)勢，長期以來因?yàn)樵谶@方面技術(shù)有很多積累，藉由實(shí)際的方法化、通用、可靠流程，加上底層芯片設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、仿真、測試等，有一套完整體系可以搭配現(xiàn)有的 EDA 軟件。

全球首款動(dòng)態(tài)視覺處理器開發(fā)套件發(fā)布

日前，SynSense 時(shí)識科技也宣布一項(xiàng)類腦技術(shù)領(lǐng)域和機(jī)器視覺領(lǐng)域的重大消息，將對外發(fā)布全球首款基于類腦計(jì)算的動(dòng)態(tài)視覺邊緣 AI 開發(fā)套件，搭載其全新的動(dòng)態(tài)視覺處理器芯片 DYNAP-CNN，為亞毫瓦級的視覺邊緣 AI 運(yùn)算提供完整解決方案。

SynSense 時(shí)識科技已經(jīng)在官網(wǎng)上開放了開發(fā)套件的預(yù)訂申請通道，并為通過篩選的研發(fā)項(xiàng)目提供開發(fā)套件贊助。

這是史上第一塊針對于設(shè)備端應(yīng)用的亞毫瓦級、實(shí)時(shí)視覺邊緣運(yùn)算的專用動(dòng)態(tài)視覺開發(fā)套件; 更是全球繼 IBM、英特爾之外，全球第三家開放類腦技術(shù)平臺的芯片公司。

喬寧表示，開發(fā)套件所搭載的處理器芯片 DYNAP-CNN，可利用低于 1mW 功耗實(shí)現(xiàn)大規(guī)模復(fù)雜深度脈沖卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并兼容市面上多種動(dòng)態(tài)相機(jī)來實(shí)現(xiàn)基于事件的動(dòng)態(tài)視覺實(shí)時(shí)邊緣運(yùn)算。

SynSense 時(shí)識科技也同步釋放的軟件及算法支持，允許傳統(tǒng)的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)研究人員，通過開發(fā)套件簡單上手脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解決實(shí)際問題，最少僅需一行代碼即可在 DYNAP-CNN 開發(fā)套件上完成網(wǎng)絡(luò)部署。

DYNAP-CNN 開發(fā)套件中的動(dòng)態(tài)視覺處理器打破了傳統(tǒng)以幀為限的靜態(tài)視覺處理技術(shù)限制，可以對像素級動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流進(jìn)行連續(xù)計(jì)算，為超低延遲、超低功耗的全新的動(dòng)態(tài)視覺處理?量量身定制，它的推出開啟了基于像素級事件驅(qū)動(dòng)運(yùn)算的動(dòng)態(tài)視覺處理器的新紀(jì)元。

基于純異步數(shù)字電路設(shè)計(jì)，DYNAP-CNN 開發(fā)套件中的動(dòng)態(tài)視覺處理器是全球首款完全基于事件觸發(fā)運(yùn)算的 AI 處理器。

隨著物聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)終端對超低功耗、本地實(shí)時(shí)智能處理的需求日益強(qiáng)烈，適?于邊緣計(jì)算、?需連接到云端的動(dòng)態(tài)視覺處理器將擁有越來越廣泛的應(yīng)用場景。

傳統(tǒng)基于深度學(xué)習(xí)的靜態(tài)圖像處理，就像傳統(tǒng)相機(jī)拍照是一幀幀圖片，而類腦技術(shù)不同之處在于，是由事件觸發(fā)（Event-driven）的動(dòng)態(tài)視覺運(yùn)算及 AI 技術(shù)。

當(dāng)人靜止或是背景沒有變化時(shí)，就不會(huì)有數(shù)據(jù)生成，因此也不需要處理，只有出現(xiàn)有手勢、動(dòng)態(tài)時(shí)，數(shù)據(jù)才會(huì)被立即捕抓、傳送、運(yùn)算，這就是所謂的 “事件觸發(fā)” 或“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”。

這樣的技術(shù)優(yōu)勢是能效、實(shí)時(shí)性、低成本，很適合用在智能家居、行為檢測（手勢識別、人臉監(jiān)測、跌倒監(jiān)測、高速物體跟蹤）、安防、家電、機(jī)器人、無人機(jī)等領(lǐng)域，或是傳感器前端的喚醒等，而整個(gè)芯片成本只要 1~2 美元。

（基于 DYNAP-CNN 開發(fā)套件的手勢識別）

（基于 DYNAP-CNN 開發(fā)套件的開鎖意圖檢測）

（基于 DYNAP-CNN 開發(fā)套件的跌倒檢測）

再者，類腦技術(shù)也非常適合用于汽車領(lǐng)域，車上的傳感器對于即時(shí)性要求很高，總不可能把數(shù)據(jù)傳回云端識別后再傳回來。如汽車的高速攝像頭或是雷達(dá)，都是毫秒級的反應(yīng)，攝像頭和處理器也要做到每秒一百幀圖像。

喬寧也強(qiáng)調(diào)，類腦技術(shù)和傳統(tǒng)芯片之間的關(guān)系，比較象是互補(bǔ)，而不是取代。因?yàn)閭鹘y(tǒng)芯片擅長做比較與分析，而類腦芯片適合做即時(shí)動(dòng)態(tài)信息的搜集。

據(jù)了解，目前 SynSense 時(shí)識科技接觸的客戶，都屬于產(chǎn)業(yè)中非常頭部的企業(yè)，象是相機(jī)模組大廠、安控大廠等。

“類腦夢”要在中國落地

“類腦”技術(shù)已經(jīng)有 30 多年的歷史，但這個(gè)詞在中國首次出現(xiàn)，約莫是在 2014 年左右。喬寧認(rèn)為，中國在類腦領(lǐng)域的工程能力不錯(cuò)，但關(guān)于算法和底層研究的人才匱乏，因?yàn)橄嚓P(guān)的學(xué)生不多，能累積到的經(jīng)驗(yàn)也有限。

美國在 80 年代就開始發(fā)展類腦技術(shù)，如國防高級計(jì)畫研究局 DARPA、英特爾、IBM 等、高校史坦福等，都很早就已投入類腦技術(shù)領(lǐng)域，因此從底層算法到芯片設(shè)計(jì)端的人才技術(shù)都十分完整。歐洲則是 90 年代開始跟上腳步。

喬寧在接觸類腦技術(shù)領(lǐng)域前，也是從事傳統(tǒng) SRAM 存儲(chǔ)芯片的研發(fā)。2012 年到瑞士蘇黎世時(shí)，他首次接觸到類腦技術(shù)，就被這個(gè)神奇的領(lǐng)域吸引住了。

類腦計(jì)算需要算法、軟件、硬件和應(yīng)用單位開發(fā)的完整結(jié)合，要將該技術(shù)推展落地，更需要產(chǎn)業(yè)背景的人才。

在歐洲的類腦技術(shù)工程師都是頂級的，全世界 90% 相關(guān)技術(shù)的貢獻(xiàn)都是來自于蘇黎世，象是基于動(dòng)態(tài)視覺的無人機(jī)應(yīng)用等，也是瑞士的技術(shù)最強(qiáng)大。因此，各方菁英匯聚于蘇黎世，都是為了完成心中的“類腦夢”。

2017 年，喬寧與類腦技術(shù)領(lǐng)域的頂尖菁英，成立 SynSense 時(shí)識科技（之前叫 aiCTX），目標(biāo)是將人們印象，屬于中高、冷的類腦技術(shù)，變成日常生活中的應(yīng)用。同時(shí)，喬寧也決定把公司總部帶回中國，以蘇黎世作為研發(fā)中心，結(jié)合中國市場＋歐洲技術(shù)，加速類腦產(chǎn)業(yè)落地。

SynSense 時(shí)識科技在 2018 年 4 月獲得 BV 百度風(fēng)投的種子投資，2020 年完成近億元的 A 輪融資，且經(jīng)歷了三年時(shí)間的打磨，團(tuán)隊(duì)技術(shù)也更為厚實(shí)。

目前 SynSense 時(shí)識科技?xì)W洲專家團(tuán)隊(duì)大都具有博士學(xué)位的類腦領(lǐng)域大神級，主要負(fù)責(zé)底層算法開發(fā)、芯片研發(fā)、軟件開發(fā)等。

SynSense 時(shí)識科技在中國的研發(fā)團(tuán)隊(duì)則主要負(fù)責(zé)產(chǎn)品級芯片研發(fā)、硬件模組開發(fā)、軟件研發(fā)、市場應(yīng)用及商業(yè)化落地。

類腦計(jì)算領(lǐng)域發(fā)展至今，喬寧形容，“還處于很淺層的皮毛，就象是兩、三歲小孩正在學(xué)習(xí)說話的階段”。未來，類腦計(jì)算還要朝算法技術(shù)等再強(qiáng)化，形成更完整的人腦類型算力。

這次 SynSense 時(shí)識科技引領(lǐng)潮流之先驅(qū)，首度開放全球首款基于類腦運(yùn)算的 DYNAP-CNN 動(dòng)態(tài)視覺開發(fā)套件，是史上第一款采用類腦技術(shù)的亞毫瓦級且針對實(shí)時(shí)視覺邊緣運(yùn)算的產(chǎn)品。

公司已在官網(wǎng)開放開發(fā)板的申請，目標(biāo)是借助最先進(jìn)的類腦公共研發(fā)平臺，加深中歐類腦技術(shù)的交流融合，且培養(yǎng)中國類腦技術(shù)底層優(yōu)秀人才，同時(shí)加速類腦技術(shù)產(chǎn)業(yè)落地。

原文標(biāo)題：SynSense時(shí)識科技發(fā)布全球首款動(dòng)態(tài)視覺處理器開發(fā)套件，機(jī)器視覺進(jìn)入亞毫瓦時(shí)代

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