日前，模擬芯片大廠(chǎng)Maxim Integrated發(fā)布了一款名為MAX78000的革命性芯片。按照他們的說(shuō)法，這顆低功耗神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速微控制器能將人工智能（AI）推向邊緣端，更重要的是，因?yàn)槠涞凸奶匦?，那就意味著即使在將其?yīng)用在電池供電的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備里，芯片性能并未受到影響。

　　如上圖所示，新芯片MAX78000包括兩個(gè)超低功耗內(nèi)核——Arm Cortex-M4內(nèi)核和RISC-V內(nèi)核——一個(gè)基于FPU的微控制器和一個(gè)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器。按照他們的說(shuō)法，之所以他們采用了一個(gè)RISC-V內(nèi)核，是因?yàn)樵趯⑾魅爰铀倨髦?，RISC-V是一個(gè)很好的低功耗選擇。根據(jù)MAXIM的設(shè)計(jì)，客戶(hù)可以在使用的時(shí)候，選擇兩個(gè)集成微控制器內(nèi)核中的一個(gè)。

　　按照他們的介紹，該芯片具有一些令人印象深刻的規(guī)格，特別是在功耗和延遲方面。

　　Maxim Integrated指出，得益于這個(gè)芯片的優(yōu)越設(shè)計(jì)，在執(zhí)行AI推理時(shí)，芯片的功耗大幅降低，同時(shí)還能在以電池供電的設(shè)備中，執(zhí)行以前被認(rèn)為是不可能任務(wù)的復(fù)雜新AI的用例。他們強(qiáng)調(diào)，這些功耗改進(jìn)在延遲或成本上也沒(méi)有絲毫妥協(xié)。

　　從他們提供的數(shù)據(jù)可以看到，在與運(yùn)行在低功耗微控制器上的軟件解決方案相比，MAX78000執(zhí)行推理的速度快100倍，而其成本僅為FPGA或GPU解決方案的一小部分。該公司繼續(xù)表示，運(yùn)行MNIST時(shí)，MAX78000的能耗降低1100倍；在MNIST時(shí)，延遲提高了400倍；與低功耗的Cortex M4F相比，關(guān)鍵字發(fā)現(xiàn)期間的能耗低600倍；與96 MHz Cortex M4F相比，關(guān)鍵字發(fā)現(xiàn)的效率提高了200倍。

　　能獲得以上的AI性能表示，其獨(dú)特的加速器設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。

　　此SoC中最獨(dú)特的功能是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器，它是專(zhuān)用硬件，旨在最大程度地減少卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）的能耗和等待時(shí)間。

　　根據(jù)他們的說(shuō)法，這個(gè)加速器所采用的體系結(jié)構(gòu)是完全專(zhuān)有和新穎的。它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是最大程度地減少數(shù)據(jù)移動(dòng)，這能極大降低SoC的能量損耗，尤其是在處理CNN鏈中的復(fù)雜數(shù)學(xué)配置時(shí)。

　　Maxim指出，他們的CNN引擎具有442KB的權(quán)重存儲(chǔ)，可以支持1位，2位，4位和8位權(quán)重（最多支持350萬(wàn)個(gè)權(quán)重的網(wǎng)絡(luò)）。因?yàn)镃NN權(quán)重存儲(chǔ)器基于SRAM，所以可以實(shí)時(shí)進(jìn)行AI網(wǎng)絡(luò)更新。CNN引擎還具有512KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，同時(shí)CNN的體系架構(gòu)是高靈活性，從而允許網(wǎng)絡(luò)中像PyTorch和TensorFlow常規(guī)工具集來(lái)訓(xùn)練，然后使用Maxim提供的工具將其轉(zhuǎn)換，讓其在MAX78000上運(yùn)行。

　　Maxim方面表示，這個(gè)SoC的另一個(gè)特征是微控制器的介入最少。一般而言，此架構(gòu)中的MCU用于配置網(wǎng)絡(luò)，加載數(shù)據(jù)并啟動(dòng)它。MCU完成其最初的工作后，它基本上就置身事外。因?yàn)樵谒麄兛磥?lái)，MAX78000的核心是專(zhuān)用硬件，旨在最大程度地減少卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）的能耗和等待時(shí)間。為此該硬件在運(yùn)行時(shí)幾乎不受任何微控制器內(nèi)核的干擾，從而極大地簡(jiǎn)化了操作。

　　事實(shí)證明，這對(duì)于提高能源效率也極為重要。

　　該設(shè)備還可以在執(zhí)行之前加載數(shù)據(jù)，從而消除了在推理過(guò)程中訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存的需求，從而降低了能耗并改善了延遲。Maxim方面強(qiáng)調(diào)：“不需要外部存儲(chǔ)器，這實(shí)際上是我們節(jié)省能源的方法之一，因?yàn)樗写鎯?chǔ)器都在芯片上?！?/p>

　　根據(jù)Maxim Integrated的說(shuō)法，該設(shè)備可能為系統(tǒng)提供了在邊緣執(zhí)行實(shí)時(shí)決策的能力（比基于云的計(jì)算更快），并且無(wú)需擔(dān)心安全性。

　　通過(guò)將AI帶到邊緣設(shè)備，該設(shè)備可以啟用新的應(yīng)用，例如毫秒之內(nèi)的面部ID或數(shù)據(jù)處理助聽(tīng)器。這樣，MAX78000可能是“切斷嵌入式設(shè)備電源線(xiàn)”的重要一步。

　　Maxim表示，希望MAX78000能夠朝著“嵌入式革命”的道路邁進(jìn)，就像以前嵌入式來(lái)到卓念一樣。他們指出：“在使用微控制器之前，沒(méi)有人考慮過(guò)微控制器的所有功能?，F(xiàn)在，我至少要戴兩個(gè)。”

　　這就是Maxim認(rèn)為邊緣技術(shù)的AI將會(huì)變成的東西，希望我們將成為引領(lǐng)潮流的人之一。