在近日舉辦的 CES Asia 上，地平線聯(lián)合創(chuàng)始人&副總裁黃暢博士受邀在CES 主論壇發(fā)表主題為《邊緣 AI 計算發(fā)展趨勢》的演講。在一小時的演講中，黃暢博士從邊緣計算推動的行業(yè)變化、AI能效與企業(yè)責任、有效算力的定義、地平線開放賦能的戰(zhàn)略與開發(fā)者平臺分享了其對人工智能時代邊緣計算趨勢的洞察并深度解讀地平線的“AI on Horizon, Journey Together”戰(zhàn)略。

　　一、新變量：邊緣計算帶來商業(yè)范式轉(zhuǎn)移

　　全球著名的研究公司 Gartner 的技術(shù)成熟度曲線顯示，AI 普惠大眾的時代已經(jīng)開啟，正在各個行業(yè)創(chuàng)造新的價值，在這個過程中，我們將會面臨什么樣的挑戰(zhàn)？伴隨著 AI 的商業(yè)化，最重要的挑戰(zhàn)就是數(shù)據(jù)量的指數(shù)級增長，并且呈現(xiàn)出兩個關(guān)鍵特征：數(shù)據(jù)的實時性和安全性。據(jù)國際 IDC 數(shù)據(jù)公司（IDC）白皮書《數(shù)據(jù)時代 2025》預測，2025 年，超過 25% 的數(shù)據(jù)將成為實時數(shù)據(jù)，其中 95% 生產(chǎn)自 IoT 終端，并且絕大部分不能直接創(chuàng)造價值，需要經(jīng)過計算來提煉；而 2025 年全球數(shù)據(jù)總量的 20% 將直接關(guān)乎人們的日常生活乃至生存安危。

　　這對數(shù)據(jù)的計算帶來嚴峻挑戰(zhàn)，我們該如何高效處理海量的數(shù)據(jù)并挖掘其價值，并且對實時性數(shù)據(jù)以秒級，甚至毫秒級的處理，同時，保護數(shù)據(jù)隱私？隨著 5G 商用開啟，終端接入網(wǎng)的擴容極大，實時性要求進一步提升，但因為骨干網(wǎng)擴容成本高、延遲大，導致在邊緣側(cè)形成數(shù)據(jù)堰塞湖，邊緣計算勢在必行。Intel 曾表示：MEC（多接入邊緣計算）不一定需要 5G，但 5G 一定需要 MEC。有了邊緣計算的加持，5G 的商業(yè)價值才能真正得以發(fā)揮。

　　破解目前物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)計算面臨的難題，邊緣計算具有五大優(yōu)勢：1. 可靠性高，在離線狀態(tài)下也可以正常運作；2.安全合規(guī)，滿足隱私要求；3.降低數(shù)據(jù)傳輸和存儲成本；4.高實時性，減少反應延遲；5.計算設(shè)備部署靈活，高效協(xié)同。

　　AI 計算可以分為云計算、邊緣計算、端計算三個層次。他們在 AI 算力、實時性以及計算的通用性三個維度上，各有所長：

　　云計算面向的是最通用的計算，在所有的計算中，云計算的時空范疇是最大的，多樣性最強，所需要的算力最高，但實時性較差，并且與場景相關(guān)性弱；云端的數(shù)據(jù)種類也是最豐富的，可以橫跨多個維度，因而可以做復雜的認知計算和模型訓練。

　　端上的計算是另外一個極端，與場景相關(guān)性最強，計算專用性非常強，追求極致效率。主要面向推理。

　　處在中間的邊緣計算是新物種，它就像我們的脊椎一樣，連接我們的大腦（云）和神經(jīng)末梢（端）。其算力遠勝于端，同時對功耗的容忍度比端也強很多；相對于云，其實時性更好，且可以結(jié)合具體場景進行特定優(yōu)化。而5G技術(shù)的應用，可以大幅改善邊緣和端之間的數(shù)據(jù)帶寬和傳輸延遲，使得它能夠兼具云和端的優(yōu)勢，改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)格局。

　　5G 時代下的物聯(lián)網(wǎng)模式也將隨之而變，邊緣計算成為數(shù)據(jù)過濾器與控制閥，通過它的處理，可僅將低至萬分之一的有效數(shù)據(jù)上傳到云端進行處理，大幅降低對于骨干網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸壓力。

　　在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)時代，是端和云的二元計算架構(gòu)，數(shù)據(jù)持續(xù)向云端轉(zhuǎn)移并被處理，端只是流量入口；但是邊緣計算的加入，帶來了新變量，它在端和云之間，構(gòu)造出一種全新的可能，其對于數(shù)據(jù)的控制力將帶來新的商業(yè)范式轉(zhuǎn)移，從技術(shù)角度講，邊緣計算具備了改造傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)計算架構(gòu)的潛力，將帶來從軟件到硬件的全新構(gòu)架變革。

　　二、AI能效成為新的企業(yè)責任

　　AI 普及化帶來新價值的同時，也帶來了新的能源危機。

　　今天，數(shù)據(jù)中心耗電驚人，據(jù)《中國數(shù)據(jù)中心能耗現(xiàn)狀白皮書》顯示，在中國有 40 萬個數(shù)據(jù)中心，每個數(shù)據(jù)中心平均耗電 25 萬度，總體超過 1000 億度，這相當于三峽和葛洲壩水電站1年發(fā)電量的總和。如果折算成碳排放的話，大概是 9600 萬噸，這個數(shù)字接近目前中國民航年碳排放量的3倍。

　　數(shù)據(jù)中心平均消耗的功率是大型商業(yè)寫字樓的 100 倍以上。而為服務器供電和冷卻所需的電能占到數(shù)據(jù)中心總運營成本的 40%，因此，數(shù)據(jù)中心的能源低效問題不容忽視。

　　為了降低功耗，阿里的數(shù)據(jù)中心建在張北，張北風力強勁，年平均氣溫不到 3 攝氏度，這就好比是一個天然散熱場，從而減少冷卻系統(tǒng)耗電，預計僅數(shù)據(jù)中心的制冷能耗就可以降低 45%。騰訊數(shù)據(jù)中心建在貴州省貴安新區(qū)兩座山的山體上，也是為了散熱。

　　可以預見的是，未來我們需要的數(shù)據(jù)計算量將以數(shù)量級的方式高速增長，那這樣的耗能方式是難以維持的。

　　所以，通過極致的AI能效提升減少碳排放，已經(jīng)成為AI企業(yè)新的社會責任，即充分利用有限的能源創(chuàng)造更大的價值。

　　三、有效算力帶來極致效能

　　在傳統(tǒng)芯片行業(yè)，PPA（算力、功耗和面積）是最經(jīng)典的性能衡量指標。但在 AI 時代，我們需要新的范式來定義性能。

　　當前的業(yè)界存在一個很大的誤區(qū)，往往會把峰值算力當作衡量 AI 芯片的主要指標。但我們真正需要的是有效算力，及其輸出的算法性能。這需要從四個維度來衡量：每瓦的峰值算力和每美元的峰值算力（由芯片架構(gòu)、前后端設(shè)計和芯片工藝共同決定），峰值算力的有效利用率（由算法和芯片架構(gòu)決定），以及有效算力轉(zhuǎn)化為 AI 性能的比率（主要是速度和精度兩個方面，由算法決定）。之前業(yè)界普遍采用 Resnet 這樣的模型，但是今天我們采用類似 MobileNet這樣更加精巧設(shè)計的小模型，可以用 1/10 的算力達到相同的精度和速度。但是這些精巧設(shè)計的算法給計算架構(gòu)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，往往使得傳統(tǒng)設(shè)計的計算架構(gòu)的有效利用率大幅下降，從最終的AI性能角度來說，甚至得不償失。

　　地平線的最大特點，是對重要應用場景中，關(guān)鍵算法的發(fā)展趨勢進行預判，前瞻性地將其計算特點融入到計算架構(gòu)的設(shè)計當中，使得 AI 處理器經(jīng)過一兩年的研發(fā)，在推出的時候，仍然能夠很好地適應最新的主流算法。因此，和其他典型的 AI 處理器相比，地平線的 AI 處理器，隨著算法的演進趨勢，始終能夠保持相當高的有效利用率，從而真正意義上受益于算法創(chuàng)新帶來的優(yōu)勢。

　　掌握了算法和計算架構(gòu)，我們還只是具備了巨大的潛能。而編譯器，則能夠?qū)⑦@兩者聯(lián)合起來進行極致優(yōu)化，釋放出所有的潛能。舉一個實際的例子，在沒有優(yōu)化的情況下，峰值算力的有效利用率是 34%；但經(jīng)過編譯器對指令序列進行優(yōu)化之后，這個數(shù)值被提升到了 85%。這使得芯片的處理速度，提升了 2.5 倍，或者說，處理相同多的任務，功耗降低到 40%。

　　用未來重要應用場景中的關(guān)鍵算法發(fā)展趨勢，來指導地平線 AI 芯片的架構(gòu)設(shè)計，首重效率，兼顧靈活，這是地平線一直以來的設(shè)計理念——極致的AI能效是地平線在產(chǎn)品上始終如一的理想和追求。

　　在目前這樣一個能源消耗巨大的 AI 時代，地平線以其自身特有的優(yōu)勢及服務理念，為客戶提供高性價比和易被繼承的產(chǎn)品，友好的開發(fā)工具及參考樣例、先進的計算架構(gòu)、前沿的算法支持和優(yōu)質(zhì)的服務。

　　我們已經(jīng)幫助合作伙伴開發(fā)了很多成功的產(chǎn)品，比如工地安全帽檢測，小愛音箱，為理想One 提供多音區(qū)語音交互解決方案，眾包方式的高精語義地圖建圖產(chǎn)品等。我們還加入了 96Boards 開源社區(qū)，擁抱更為廣泛的開發(fā)生態(tài)。

　　我們愿意做一家平臺化的公司，做技術(shù)底座，賦能客戶 AI on Horizon。我們從來不認為創(chuàng)業(yè)是一個party, 而是一個和客戶攜手journey together的旅程。跟客戶一起走下去，成就客戶價值，踐行我們的使命，賦能萬物，讓每個人的生活更安全，更美好，謝謝大家！