相對于產品公司，芯片設計和系統方案廠商較少的出現在媒體的視線。相對于在 AI 領域創業的名聲在外的 Rokid 公司，同在杭州的杭州國芯多年從事數字電視、家庭多媒體及人工智能領域的芯片設計和系統方案開發，是 Rokid AI 硬件產品的芯片方案提供商。

11 月 5 日，杭州國芯的攜手合作伙伴思必馳、Rokid、Cadence，在深圳舉辦了一場物聯網 AI 芯片的發布會，正式推出適合音箱、家電、玩具、車載等 AI 產品的 GX8010 物聯網人工智能芯片。

在 16 年數字電視、家庭多媒體的行業基礎上，用一年半時間打造一款物聯網人工智能芯片

成立于 2001 年的杭州國芯從一開始便投身數字電視、家庭多媒體領域，于 2016 年初正式成立 AI 事業部，著手人工智能芯片的研發，耗時一年半的時候最終完成這款芯片。

杭州國芯表示，研發這款芯片的主要原因是，一方面是 AI 這一發展趨勢的推動，另一方面是拓展自身業務的需要。

芯片體積雖小，但集合了設備所需要最底層、最核心的技術。16 年音、視頻行業芯片研發能力給杭州國芯奠定了這一重要基礎，此次芯片打造對他們來說也是技術研發、整合能力上的延續。

同時，相比剛起步的初創企業，杭州國芯依靠多年的行業積累成為了全球機頂盒芯片供應商之一，已形成了自身特定主營業務收入，因此敢于投身研發周期普遍較長的芯片業務。

此外不得不說的是，智能音箱的火爆也對這款芯片研發起到一定啟示作用：不同于普通的家電設備，智能音箱要保持待機狀態以及時響應的用戶的指令和需求，高功耗也正是目前智能音箱普遍要插電使用的原因。針對這方面，國芯也提出了相應的解決方案。

GX8010 物聯網人工智能芯片：支持離線、低功耗、低成本

在這次發布的 GX8010 物聯網人工智能芯片上，主要集成了由杭州國芯自主研發的神經網絡處理器、指令集及編譯器等核心技術。相比傳統物聯網芯片，GX8010 具備以下幾點優勢：

1 本地離線神經網絡計算

GX8010 中內置了國芯自主研發的 gxNPU 神經網絡處理器，支持 DNN、CNN、LSTM 等當前主流的各種模型，大大提高了神經網絡運算的效率。

其中，國芯設計的神經網絡壓縮引擎 NCompressor，利用神經網絡中的數據稀疏特性進而壓縮計算權重，在幾乎不影響精度的情況下，實現 6 ~10 倍的壓縮效果。使得計算時需要的內存和帶寬更少。

針對壓縮國芯還提供了編譯工具，可以一鍵實現模型的量化壓縮，然后通過芯片中的硬件引擎解壓，無需重訓練和額外處理。另外，和編譯壓縮工具一起，國芯還發布了全套神經網絡開發 SDK，只需簡單散步，就能完成模型從服務器到芯片的部署。

2 高集成、低成本

GX8010 芯片集成了 Cadence Tensilica 最高階的語音 DSP Hifi-4，該專為智能語音設計的 DSP 可高效地進行各種語音信號處理計算。同時在這顆 DSP 上，國芯正在與思必馳、Rokid 等語音算法公司合作，將他們的算法移植進來，合作推出低成本、低功耗的整體語音解決方案。

除了語音系統外，GX8010 還構建了視覺系統，支持 1080P 攝像頭輸入，圖像預處理，MJPEG 編碼等模塊。

高集成度的 GX8010 使得產品所需的外圍器件減少，從降低 BOM 成本，尤其是在智能音箱、語音交互模塊等語音應用領域。

3 功耗低

物聯網產品的一大難點應用在于體積較小、場景多樣，這就對產品功耗有更高的要求。針對這一點，國芯提出了以下解決方案：

在動態功耗上，GX8010 芯片利用多核異構的優勢，合理安排每個模塊（即包括 CPU、DSP、NPU、MCU 等）的工作頻率和啟停時機，讓芯片在高效運轉的同時保持低功耗。據國芯表示，在離線語音交互的場景下全速運行，GX8010 的功耗可以做到 0.7W 以內。

待機方面，GX8010 采用了多級喚醒機制，可以根據是否有聲音、是否有人聲，是否是關鍵詞這多個等級來做硬件劃分，逐級喚醒系統。這一機制既保證了語音助手能實時響應指令，又能大幅延長設備的續航。據測試，GX8010 可以在 0.05W 的待機功耗下實現語音喚醒，遠低于市面上的其他芯片。

重點應用領域：可離線使用的智能音箱、智能玩具、有智能化需要的設備

據國芯表示，國芯這款 GX8010 芯片重點應用領域包括以下幾類：

• 智能音箱（包括電池供電、可離線使用的）。低功耗芯片使得智能音箱能夠擺脫暫時性的線纜束縛，并被應用到戶外。

• 有智能化升級需要的設備，包括電視、機頂盒、家電等。針對這類已擁有較成熟的軟硬件體系的設備，國芯在 GX8010 的基礎上推出了一個裁剪版的型號 GX8008，可以讓傳統的設備保留其原先硬件的基礎上，通過一個簡單的 USB 口實現語音能力的升級。

• 兼具語音與視覺的智能玩具方案，如智能玩具和幼教市場。

作為芯片供應商，國芯將會與客戶共同就產品以及方案進行打磨。預計該 GX8010 芯片將于年底陸續出貨，第一款基于該芯片打造的產品也將于明年初面世。

目前更看重的是產品落地

從成立至今，國芯已經走了將近 17 個年頭，公司擁有 200 多號員工，其中研發人員所占的比例為 80%。對國芯來說，這次涉足物聯網人工智能芯片是他們向這個產業邁出的第一步。

接下來，國芯將會加大對該芯片語音、圖像技術能力上的投入，并根據實際中發現的問題改進產品。

在市場方面，比起走量，國芯更注重芯片在產品上的真正落地：「比起移動互聯網，物聯網涉及更多的設備及應用場景，我們希望各家能夠發揮各自的創意，從讓這款芯片輻射到多樣化的產品中去，以爆品帶動這個產業，實現從萬物互聯到萬物智能。」■

題圖：杭州國芯 CEO 黃智杰

主筆：Jes @深圳灣