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低至70μW | 國芯發布超低功耗AI芯片,助力智能穿戴「芯」升級

發布時間:2020-07-22

【導讀】


7月21日,杭州國芯舉辦以“智慧穿戴,從「芯」啟航”為主題的線上發布會,隆重推出超低功耗AI芯片GX8002,可應用于TWS耳機等智能穿戴設備。

三年來,國芯在智能家居、智能車載等領域都取得了不錯的成績,在AI語音方向持續精進的國芯,這次帶來了什么樣的作品呢?



 

三级片网址隨著人工智能技術的發展,AI語音的滲透率越來越高,從智能音箱,到語音家電,再到智能車載,AI已經無處不在。

 

三级片网址2016年,AirPods橫空出世,TWS+AI也成為市場的大勢所趨。耳機從「耳邊的播放器」進化為「耳邊的AI助理」,成為下一個重要的入口級產品。

 

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三级片网址(AirPods 二代、小米 Air 2S、vivo TWS Neo 等支持語音喚醒的 TWS 產品)

 

然而,TWS耳機、智能手表、手環等可穿戴產品,受限于體積小,電池容量有限,續航時間常常難以滿足用戶需求。

 

而始終在線的語音喚醒,又會大大地增加功耗,當前的各種芯片都很難在功耗和性能間達到平衡。

 

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三级片网址這次,國芯發布的AI芯片GX8002,便肩負著讓可穿戴設備更加智能的使命,針對超低功耗場景下的AI喚醒實現了技術突破,做到真正無壓力的「always on」語音喚醒。

 


揭開「廬山真面目」

 

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(GX8002系統結構框圖)

 

三级片网址GX8002采用了MCU+NPU的架構,集成國芯第二代自研神經網絡處理器gxNPU V200和平頭哥CK804處理器。


芯片支持多級喚醒,集成硬件VAD,可實現超低功耗待機和自動人聲感應。通過NPU的強大能力,實現語音喚醒、指令識別、AI降噪、聲紋識別等眾多功能。

 


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這恐怕是目前業界功耗最低的AI芯片了


真的是超!低!功!耗!

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三级片网址經過測試,GX8002整顆芯片在VAD待機時的功耗只有70μW,運行時的功耗為0.6mW。


三级片网址同時,GX8002可以根據用戶是否說話自動切換VAD待機和工作兩種模式,因此通過VAD的有效過濾,芯片日常使用的平均功耗基本低于300μW。

 

GX8002的超低功耗背后,主要有兩大技術突破——自研神經網絡處理器gxNPU V200和自研硬件VAD。


三级片网址此次發布的gxNPU V200為國芯第二代神經網絡處理器,專門針對低功耗優化,計算能效是普通DSP芯片的10倍以上。支持DNN/CNN/RNN等各種模型,自動實現網絡量化壓縮,可以和Tensorflow等訓練平臺直接對接。

 

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(gxNPU結構框圖)

 

同時,國芯設計了全新的VAD模塊,通過增加更多特征的分析來判斷人聲,具備超強過濾能力,在辦公室、地鐵、馬路、咖啡館等各種場合的實際測試中,GX8002可以讓VAD待機的比例平均高達70%以上。


三级片网址也就是說70%以上時間處于70uW的VAD待機模式!

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(自研VAD測試數據)

 


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超高集成度,這次連晶振都包了

 

三级片网址為了可穿戴方案中喚醒部分占用的體積盡可能小,國芯在芯片中將喚醒所需要的部件全部做了集成,包括音頻ADC、Flash、電源LDO等,甚至還有晶振!


也就是說產品使用GX8002時,幾乎不需要外部器件,僅需一顆芯片就能完成語音喚醒的全過程,占據PCB面積極小。

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同時在封裝設計上,GX8002采用的是SIP立體封裝技術,將Flash疊封在內。首推的封裝為QFN20,3mmx3mm,非常便于生成和使用。

在Q3國芯還將推出更小的WLCSP封裝,尺寸可達1.4mmx2.4mm,滿足更加精密產品的需求。

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超高性價比,這次價格真的低!

 

為了能更好地為可穿戴賦能AI,國芯不僅完成超低功耗的突破,更是將成本降到極致。現場公布了0.65美元的起步價,讓AI不再昂貴,做到真正的超高性價比。

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三级片网址與此同時,國芯整合了豐富的資源,包括各種TWS和可穿戴產品需要的基礎技術和算法方案,接入各大品牌手機助手和云端平臺,打通了藍牙主芯片的合作通道,輸出完整可靠的「一站式服務」,降低了AI服務門檻,也大大的縮短客戶的研發周期。

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同時外置喚醒的方案,可以在客戶原有成熟產品的基礎上,相當于加上了一個語音按鍵,客戶原有的軟件和設計都可復用,讓AI的研發周期變得非常可控,有形成本和無形成本都大大降低。

 

 

智慧穿戴,從芯啟航

 

三级片网址可以說,GX8002「生而不凡」,集眾多技術之大成,無論是語音喚醒、音頻信號處理、NPU異構計算,還是VAD技術、無晶振設計,都是國芯在AI芯片與音視頻領域多年經驗的體現。


超低功耗,更非一日之功,是國芯的小伙伴夜以繼日努力的成果。

 

超低功耗、超小體積、超高性價比,這些讓AI技術進入智能穿戴變得不再遙遠。過去不敢想,想到做不了的很多應用,將擁有新的可能。


TWS耳機將與你的AI語音助手融為一體,智能眼鏡終于有了更好的操控界面,智能手表可以更快地調出你要的功能,更多的應用將有機會被挖掘出來。

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始終在線的語音助手,將推進可穿戴設備進入全新的智能時代。


有了GX8002的AI能力加持,這一暢想已然不遠。長效待機的AI智能助理,只需佩戴輕便的移動設備,是不是想想就很酷呢?