日前，模擬芯片大廠Maxim Integrated發(fā)布了一款名為MAX78000的革命性芯片。按照他們的說法，這顆低功耗神經(jīng)網(wǎng)絡加速微控制器能將人工智能（AI）推向邊緣端，更重要的是，因為其低功耗特性，那就意味著即使在將其應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包括兩個超低功耗內(nèi)核——Arm Cortex-M4內(nèi)核和RISC-V內(nèi)核——一個基于FPU的微控制器和一個卷積神經(jīng)網(wǎng)絡加速器。按照他們的說法，之所以他們采用了一個RISC-V內(nèi)核，是因為在將消息傳入加速器之前，RISC-V是一個很好的低功耗選擇。根據(jù)MAXIM的設(shè)計，客戶可以在使用的時候，選擇兩個集成微控制器內(nèi)核中的一個。
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，得益于這個芯片的優(yōu)越設(shè)計，在執(zhí)行AI推理時，芯片的功耗大幅降低，同時還能在以電池供電的設(shè)備中，執(zhí)行以前被認為是不可能任務的復雜新AI的用例。他們強調(diào)，這些功耗改進在延遲或成本上也沒有絲毫妥協(xié)。
從他們提供的數(shù)據(jù)可以看到，在與運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，運行MNIST時，MAX78000的能耗降低1100倍；在MNIST時，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，其獨特的加速器設(shè)計是關(guān)鍵。
此SoC中最獨特的功能是神經(jīng)網(wǎng)絡加速器，它是專用硬件，旨在最大程度地減少卷積神經(jīng)網(wǎng)絡（CNN）的能耗和等待時間。
根據(jù)他們的說法，這個加速器所采用的體系結(jié)構(gòu)是完全專有和新穎的。它的設(shè)計目標是最大程度地減少數(shù)據(jù)移動，這能極大降低SoC的能量損耗，尤其是在處理CNN鏈中的復雜數(shù)學配置時。
Maxim指出，他們的CNN引擎具有442KB的權(quán)重存儲，可以支持1位，2位，4位和8位權(quán)重（最多支持350萬個權(quán)重的網(wǎng)絡）。因為CNN權(quán)重存儲器基于SRAM，所以可以實時進行AI網(wǎng)絡更新。CNN引擎還具有512KB的數(shù)據(jù)存儲器，同時CNN的體系架構(gòu)是高靈活性，從而允許網(wǎng)絡中像PyTorch和TensorFlow常規(guī)工具集來訓練，然后使用Maxim提供的工具將其轉(zhuǎn)換，讓其在MAX78000上運行。
Maxim方面表示，這個SoC的另一個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，加載數(shù)據(jù)并啟動它。MCU完成其最初的工作后，它基本上就置身事外。因為在他們看來，MAX78000的核心是專用硬件，旨在最大程度地減少卷積神經(jīng)網(wǎng)絡（CNN）的能耗和等待時間。為此該硬件在運行時幾乎不受任何微控制器內(nèi)核的干擾，從而極大地簡化了操作。
事實證明，這對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程中訪問內(nèi)存的需求，從而降低了能耗并改善了延遲。Maxim方面強調(diào)：“不需要外部存儲器，這實際上是我們節(jié)省能源的方法之一，因為所有存儲器都在芯片上?！?/p>
根據(jù)Maxim Integrated的說法，該設(shè)備可能為系統(tǒng)提供了在邊緣執(zhí)行實時決策的能力（比基于云的計算更快），并且無需擔心安全性。
通過將AI帶到邊緣設(shè)備，該設(shè)備可以啟用新的應用，例如毫秒之內(nèi)的面部ID或數(shù)據(jù)處理助聽器。這樣，MAX78000可能是“切斷嵌入式設(shè)備電源線”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，就像以前嵌入式來到卓念一樣。他們指出：“在使用微控制器之前，沒有人考慮過微控制器的所有功能?，F(xiàn)在，我至少要戴兩個?！?/p>
這就是Maxim認為邊緣技術(shù)的AI將會變成的東西，希望我們將成為引領(lǐng)潮流的人之一。