從“芯”開始，地平線是怎樣“玩”起來的？

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最近的科技圈，要說啥最火？AI 一定“脫不了干系”。而 AI 芯片又是 AI 技術(shù)發(fā)展中不可逾越的關(guān)鍵一環(huán)，是當(dāng)前科技產(chǎn)業(yè)和社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)，不管是多好的 AI 算法，要想最終得到應(yīng)用，就必須要通過芯片來實(shí)現(xiàn)。

AI 芯片到目前為止還沒有一個(gè)準(zhǔn)確的定義，廣義的講，滿足人工智能應(yīng)用需求的芯片都可以稱之為人工智能芯片。其實(shí)目前大部分的人工智能應(yīng)用場(chǎng)景下，我們還是使用 GPU、FPGA 等已有的適合并行計(jì)算的通用芯片來實(shí)現(xiàn)人工智能算法。

但是回顧計(jì)算芯片發(fā)展史，新的計(jì)算模式一般都會(huì)催生新的專用計(jì)算芯片，因此在未來，人工智能專用芯片將會(huì)是發(fā)展的大方向，并且將會(huì)對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算架構(gòu)產(chǎn)生顛覆性變革，這也是為什么人工智能芯片具有戰(zhàn)略性的原因，它的發(fā)展不僅對(duì)于人工智能產(chǎn)業(yè)本身的意義重大，對(duì)當(dāng)前全球芯片產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)格局也會(huì)帶來深刻影響，對(duì)于中國而言，也許更是重大的趕超機(jī)遇。

人工智能大火之后，中國 AI 芯片企業(yè)便如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。本期與非網(wǎng)《中國芯勢(shì)力》，我們就來看看一個(gè)成立于 2015 年，擁有自研 AI 芯片架構(gòu)的人工智能芯片企業(yè)——地平線。

地平線“出生”那些事兒
打開地平線官網(wǎng)，小編很意外的了解到，作為一家高科技公司，地平線當(dāng)時(shí)的聯(lián)合初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)共 5 人，其中還有兩位美女創(chuàng)始人。在小編了解到的高科技創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)中，這樣“平衡”的比例實(shí)屬難得。

圖|地平線創(chuàng)始人（CEO 余凱、算法副總黃暢、軟件副總楊銘、硬件副總方懿、運(yùn)營副總陶斐雯）

2009 年，去南加州當(dāng)博士后的黃暢重燃了對(duì)工業(yè)界的興趣，在朋友引薦下，黃暢向余凱領(lǐng)軍的 NEC Lab 發(fā)出了意向。余凱親自給黃暢打了個(gè)電話，然后是一輪多對(duì)一的面試，再之后就是黃暢成為了余凱團(tuán)隊(duì)的一員。也是通過 NEC Lab，黃暢不僅認(rèn)識(shí)了余凱，也將自己的視野拓展到了圖像識(shí)別之外。

而此時(shí)，楊銘也在 NEC 美國研究院任高級(jí)研究員，專注于計(jì)算機(jī)視覺和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域研究，和余凱、黃暢乃是同事。

2012 年，時(shí)值國內(nèi)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)興起，在李彥宏邀請(qǐng)下，余凱帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)回國加入百度。這一年深度學(xué)習(xí)開始復(fù)蘇。隨后成立了百度深度學(xué)習(xí)研究院，余凱任副院長(zhǎng)，黃暢則就職主任研發(fā)架構(gòu)師。進(jìn)入百度后，余凱與黃暢主導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)幫助百度搭建起了圖像識(shí)別這條技術(shù)路線，并通過深度學(xué)習(xí)研究院孵化出了百度無人車項(xiàng)目。如今這些都已成為百度的標(biāo)志。

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2015 年，人工智能的暴漲勢(shì)頭已經(jīng)初現(xiàn)端倪，資本熱情開始釋放。但余凱與黃暢卻察覺到業(yè)界對(duì)人工智能的算法關(guān)注很多，對(duì)算法運(yùn)行的載體——芯片卻關(guān)注很少；大公司們對(duì) AI 需要的云端計(jì)算能力關(guān)注很多，對(duì)終端的計(jì)算能力卻關(guān)注很少。

捕捉到這個(gè)機(jī)會(huì)后，地平線于 2015 年成立，黃暢作為聯(lián)合創(chuàng)始人出任算法副總裁。打造適用于終端設(shè)備的人工智能專用芯片，成為地平線的方向。

而同樣離開 NEC 的楊銘并沒有和余凱、黃暢一樣回國，而是去了 Facebook，成立了 Facebook AI research。在 Facebook，楊銘主要負(fù)責(zé)的人臉識(shí)別后端系統(tǒng)跟算法。2015 年，AI 浪潮“來勢(shì)洶洶”，楊銘選擇了回國，和余凱、黃暢一塊創(chuàng)立了地平線。

三位男性創(chuàng)始人曾是同事關(guān)系，地平線還有兩位女性創(chuàng)始人——方懿和陶婓雯似乎和她們并沒有什么交集。

方懿畢業(yè)于電子科技大學(xué)電子工程系和新加坡國立大學(xué)電子工程系，擁有 19 年產(chǎn)品研發(fā)及管理工作經(jīng)驗(yàn)。服務(wù)于諾基亞 13 年，歷任硬件工程師、部門經(jīng)理、產(chǎn)品項(xiàng)目經(jīng)理，最終成為諾基亞全球副總裁。領(lǐng)導(dǎo)諾基亞智能手機(jī)在中國的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，下屬北京和臺(tái)北兩個(gè)研發(fā)中心，全權(quán)負(fù)責(zé)研發(fā)面向全球市場(chǎng)及為中國定制的 Lumia 系列產(chǎn)品，從 roadmap 定義、概念研究、產(chǎn)品開發(fā)到量產(chǎn)維護(hù)的全部流程。

2014 年 4 月，諾基亞手機(jī)賣給了 Microsoft Devices。方懿可以繼續(xù)留在微軟工作，但她卻對(duì)此提不起興趣，不想再做手機(jī)，也不想做純研究。她還是選擇了離開諾基亞。

曾經(jīng)滄海難為水，當(dāng)她離開時(shí)，就決定，一定要找一個(gè)，真的足以媲美手機(jī)帶給人們的沖擊、足以讓她去為之再奮斗十年的事。

她開始真正思考：手機(jī)之后，什么是下一個(gè)可以代表未來的事？

2015 年 7 月底，一通電話在她和余凱之間展開。而那個(gè)時(shí)候，她已經(jīng)尋找“這個(gè)機(jī)會(huì)”快一年了。

圖|左一：黃暢博士；左二：楊銘博士；左三：方懿；左四：余凱博士

余凱口中：讓機(jī)器看懂你、聽懂你，你不需要在身上披披掛掛的——這讓方懿內(nèi)心苦苦尋找的方向一下子明朗了。搖身一變，她就成為了地平線聯(lián)合創(chuàng)始人。

陶婓雯怎么加入這個(gè)人工智能團(tuán)隊(duì)的，相關(guān)的介紹并不多。不過對(duì)于這個(gè)南京大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)學(xué)士、美國西北大學(xué)營銷學(xué)碩士，先后就職于 Google 硅谷總部銷售團(tuán)隊(duì)、百度美國研發(fā)中心的商務(wù)運(yùn)營人才，能加入這個(gè)團(tuán)隊(duì)，也不足為奇。

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地平線那些“特立獨(dú)行”的模式

• 長(zhǎng)期目標(biāo)——追求芯片能效比

在某次接受媒體采訪時(shí)，余凱表示道：“我們要不斷的去追求芯片的能效比，在單位功耗的情況下能夠處理更多更強(qiáng)大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算。這個(gè)目標(biāo)，我們?cè)诮窈?20 年的時(shí)間里都會(huì)去不斷的追求。同時(shí)這也是一個(gè)競(jìng)賽，業(yè)內(nèi)所有人、所有企業(yè)都會(huì)參與的競(jìng)賽?！?/p>

追求能效比的意義在于，如果之前一款芯片只能做簡(jiǎn)單的。少量的任務(wù)。現(xiàn)在，在同樣的功耗下，第二代芯片可以跑 100 個(gè)任務(wù)，第三代會(huì)在此基礎(chǔ)上實(shí)更大突破和進(jìn)步。

在余凱看來，這雖然是一個(gè)比喻，但其實(shí)真實(shí)的情況也基本上就是這樣子的，基本是真實(shí)的反映。

• 第一個(gè)用戶得是自己

地平線目前還沒有大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用，畢竟從創(chuàng)始到現(xiàn)在不過兩三年，而芯片一做就至少兩年，從芯片產(chǎn)品到具體的應(yīng)用場(chǎng)景，這個(gè)過程更加漫長(zhǎng)。另外，地平線是一家軟硬結(jié)合的公司也成為了其優(yōu)勢(shì)，因?yàn)檫@樣，地平線芯片的第一個(gè)用戶其實(shí)就是其自己。

這樣的話，技術(shù)更新迭代的速度就會(huì)更快。否則的話，不同廠家之間的溝通協(xié)調(diào)合作等會(huì)很繁瑣，也比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

自家的產(chǎn)品，自家先拿來用，不僅可以更好的檢測(cè)產(chǎn)品性能，更重要的是能給市場(chǎng)提供使用場(chǎng)景導(dǎo)向。就像亞馬遜在做 Alexa 的時(shí)候先是做的 Echo，然后才把平臺(tái)開放給其他伙伴。

如果是先做平臺(tái)，而不做產(chǎn)品的話，市場(chǎng)就不免會(huì)感到困惑：你的東西怎么用呢，場(chǎng)景在哪里？

這樣的話，整個(gè)推進(jìn)市場(chǎng)的速度勢(shì)必就會(huì)減慢。

• “如果地平線現(xiàn)在就盈利，說明企業(yè)沒有未來”

業(yè)內(nèi)大多都知道的是，從成立以來，地平線并未實(shí)現(xiàn)盈利，不過，這家軟硬一體的芯片公司早就已經(jīng)開始賺錢了。

事實(shí)上，在未推出芯片產(chǎn)品以前，地平線已經(jīng)通過賣軟件實(shí)現(xiàn)了數(shù)千萬元的營收，當(dāng)時(shí)的芯片則來自英偉達(dá)。

“說到賺錢，我們已經(jīng)開始賺錢了。但至于整體盈利，那肯定不可能的，你看連滴滴到現(xiàn)在都沒有整體盈利。如果我們已經(jīng)盈利了的話，那這個(gè)企業(yè)就沒有未來。這說明你把自己掙的錢，完全沒有投資到未來，你只是在做現(xiàn)有的事情，目光非常短淺。事實(shí)上沒有創(chuàng)業(yè)公司會(huì)這么做的?！蹦炒蚊襟w采訪中，余凱如是說?？梢钥闯鏊麑?duì)未實(shí)現(xiàn)盈利的現(xiàn)狀并不擔(dān)心，從語氣中還能看出心態(tài)非常好，非常從容淡定。開公司，當(dāng)然是想要盈利嘛！地平線 CEO 余凱的這句“如果現(xiàn)在盈利了，說明我們沒有未來?！笨此坪堋案阈Α保瑢?shí)則很“狡猾”。

2017 年 12 月，地平線也宣布了正式跟奧迪合作。奧迪在中國只挑選了兩家合作伙伴，聯(lián)合開發(fā)自動(dòng)駕駛技術(shù)。這兩家公司一個(gè)是百度，另一個(gè)就是地平線。

而奧迪的背后是大眾集團(tuán)，大眾的自動(dòng)駕駛技術(shù)研發(fā)又主要由奧迪負(fù)責(zé)。再聯(lián)想一下大眾在中國的市場(chǎng)布局，僅僅是上海大眾、一汽大眾、長(zhǎng)春奧迪等三家主機(jī)廠，就已經(jīng)是國內(nèi)車市霸主。

這般看來，地平線所圖非小。

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三代 AI 芯片架構(gòu)
按照智能決策處理順序，AI 可以分成感知、建模、決策和規(guī)劃三個(gè)階段，基于這種分類，地平線也對(duì)應(yīng)規(guī)劃了名為高斯、伯努利和貝葉斯的三代 BPU（Brain Processing Unit, 地平線自主設(shè)計(jì)研發(fā)的高效的人工智能處理器架構(gòu)）架構(gòu)。

地平線的芯片擁有的計(jì)算能力，也會(huì)隨之從滿足 L2 升級(jí)到 L3、L4。

圖|地平線 3 代 BPU 架構(gòu)

2017 年 12 月，地平線正式推出了兩款 AI 芯片——征程 1.0 和旭日 1.0。征程面向的是智能駕駛后裝市場(chǎng)，旭日主攻智能攝像頭領(lǐng)域。

圖|征程 1.0

性能上，征程 1.0 處理器能夠處理攝像頭拍攝的 1080P@30 幀的視頻流，并最多對(duì)其中 200+個(gè)物體進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤和識(shí)別，涉及行人、機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車、車道線、交通標(biāo)志牌、紅綠燈等多類交通元素，可實(shí)現(xiàn) FCW 前部碰撞預(yù)警、LDW 車道偏離預(yù)警等駕駛輔助功能。此外，地平線還推出了基于征程 1.0 芯片的量產(chǎn)后裝 ADAS 產(chǎn)品。

對(duì)于這顆芯片，身為地平線副總的黃暢也感慨第一次就能夠做到這樣的成績(jī)已是比較幸運(yùn)。

在第二代 BPU 架構(gòu)伯努利中，地平線增加了其圖像識(shí)別的細(xì)粒度，并加入了建模的能力。在基于 FPGA 進(jìn)行驗(yàn)證的階段，伯努利架構(gòu)就已經(jīng)可同時(shí)處理來自攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)等傳感器的最多 8 路數(shù)據(jù)，以期能在其上做無人車所必須的傳感器數(shù)據(jù)融合功能。

圖|BPU 架構(gòu)

由于細(xì)粒度得以提升，第二代 BPU 架構(gòu)能夠在像素級(jí)別進(jìn)行感知，能夠更精確地分辨出路面、人體、汽車、建筑、樹木等物體，進(jìn)行圖像分割。此外，更精準(zhǔn)、更多路的感知結(jié)果將最終為環(huán)境的建模服務(wù)，可以從各個(gè)角度進(jìn)行觀測(cè)。

圖|地平線二代 BPU 感知能力演示

堅(jiān)信 BPU 比 CPU/GPU 更適合自動(dòng)駕駛
如果只有算法的進(jìn)步，而計(jì)算的原器件（處理器）不相應(yīng)進(jìn)行迭代，就無法體現(xiàn)新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。即使經(jīng)過精密設(shè)計(jì)過的 CPU、GPU 通用處理器也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)今的計(jì)算需求，使得器件利用率變得相當(dāng)?shù)汀?/p>

為此，地平線推出了自主設(shè)計(jì)研發(fā)的 BPU 架構(gòu)。據(jù)介紹，地平線的 BPU 是一款典型的異構(gòu)多指令多數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，架構(gòu)中心處理器是完整的系統(tǒng)，存儲(chǔ)器架構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了特別優(yōu)化，能使數(shù)據(jù)自由傳遞，進(jìn)行多種計(jì)算，讓不同部件同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)起來，提高 AI 運(yùn)算的效率。

今天的地平線團(tuán)隊(duì)發(fā)展壯大到 400 多人，總部位于北京，在上海、南京和深圳都有研發(fā)中心。技術(shù)研發(fā)人員占到 80%以上，包括算法研究和芯片設(shè)計(jì)等。

2016 年，地平線拿到了千萬級(jí)收入，來自自動(dòng)駕駛方向的收入占了大部分。對(duì)于自動(dòng)駕駛這塊才剛剛做起來的蛋糕，競(jìng)爭(zhēng)必定非常激烈，但從另外一個(gè)方面來看也未嘗不是一件好事，有競(jìng)爭(zhēng)才能促使行業(yè)不斷向前推進(jìn)。

至于未來，地平線能否在自動(dòng)駕駛、AI 領(lǐng)域馳騁甚至成為領(lǐng)頭羊，還得密切關(guān)注市場(chǎng)動(dòng)向。我們也期待有這么一顆“中國芯”在這樣的高新技術(shù)行業(yè)閃閃發(fā)亮。

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