NPU 全攻略 (124526) - Cool3c

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為台灣學研 AI 發展奠定基礎，國研院領先全球與 Arm 簽署 AI 運算矽智財學研專案

台灣一項是全球科技技術的重鎮，尤以半導體技術更是獨領風騷，但雖然台灣在半導體製造獨領風騷，不過在半導體設計領域則相對弱勢；而為了呼應資訊與數位產業為國家六大核心戰略產業的政策，國研院半導體中心( TSRI )宣布與半導體智財領導者 Arm 簽署 AI 運算矽智財學研專案( Arm Flexible Access for Reasearch / AFA 學研版)，相較一般版本額外強化 AI 領域需求，除了提供業界領先的 IP 架構外，更納入 Arm 最新的 Ethos-N78 NPU 資源。國研院半導體中心除了是亞洲第一個與 Arm 簽署 AFA 學研版的單位，更是全球首個以非學術機構而是法人

Chevelle.fu

照片中提到了11、22222、322222，跟海思有關，包含了電子線路板、印刷電路板、電子產品、集成電路、電子設計自動化

海思新混合實境晶片整合 NPU 與 GPU 設計應用於 8K 解析度 AR 眼鏡

海思這款混合實境晶片將與中國擴增實境新創團隊Rokid合作，並且應用在其夏擴增實境眼鏡裝置Rokid Vision，對應每眼可達40°以上的視角範圍，以及1080P的3D顯示效果，讓使用者能在配戴時感受等同4公尺距離外的110吋電視畫面。可發揮9TOPS的人工智慧運算能力海思半導體宣布推出旗下混合實境晶片Hi3781V900，主要針對混合實境裝置打造需求設計，其中可對應8K解析度顯示，同時整合GPU與NPU設計，藉此對應穩定、清晰的虛擬視覺呈現效果。除了可對應8K解析度顯示能力，海思半導體這款混合實境晶片更搭載等同Kirin系列處理器的NPU設計，藉此對應可達9TOPS的人工智慧

Mash Yang

Arm不會將NPU視為標準元件所有處理器架構設計均維持相容

Arm在架構設計初期便納入編碼統整、通用數據庫，以及各架構相容設計，因此能讓不同合作夥伴依照本身產品需求組合各類架構設計，進而創造可滿足不同市場需求的全新運算模式，因此並不認為未來架構設計產品是否必然包含特定元件，包括NPU。針對稍早推出Cortex-M55、Ethos-U55 NPU架構，Arm台灣應用工程總監徐達勇表示希望能在5G網路應用普及趨勢下，將人工智慧運算技術擴展到更多物聯網裝置。依照Arm台灣總裁曾志光說明，從去年開始有電信業者開始推行5G網路商用服務之後，全球地區也正式進入5G網路應用階段，意味可藉由更大數據傳輸頻寬、低延遲表現的無線網路連接模式進行不同運算

Mash Yang

強化物聯網與 AI 技術結合， Arm 發表針對嵌入式的 Cortex-M55 微處理器架構與 Ethos-U55 NPU 加速架構

目前 Arm 已經逐步在行動運算與類 PC 層級運算提供 Ethos NPU 的架構授權，不過除了行動裝置外，物聯網所採用的嵌入式平台也對 AI 技術有強烈的需求，而 Arm 也藉由發表新一代嵌入式微處理器 Cortex-M55 之際，一併發表針對嵌入式領域的 NPU 架構 Ethos-U55 ，希望透過新世代 CPU 與針對低功耗的 NPU 的授權組合，促進物聯網設備導入 AI 技術， Arm 強調藉由這兩項授權架構組合，能為嵌入式設備帶來高達 480 倍的機器學習性能。 Arm 預計在 2021 年可在市場看到採用此兩項 IP 授權組合的微處理器。 Cortex-M55 是 Arm 特別針

Chevelle.fu

Arm 發表全新 NPU 、主流 GPU 與顯示架構，為主流市場提供智慧沉浸體驗

Arm 在中國發表多項針對主流市場的 IP ，包括 Arm Ethos-N57 、 Ethos-N37 兩款機器學習與 AI 的 NPU ，首款 Valhal 架構主流 GPU Mali-G57 ，以及鎖定 FullHD 與 2K 解析度的 Mali-D37 DPU ，旨在將現今高階的沉浸式體驗帶到主流市場。 Ethos-N57 / Ethos-N37 NPU Ethos-N57 與 Ethos-N37 是延續 Arm 第一款 Arm ML 處理器(已更名 Ethos-N77 )的新成員，針對 Int8 、 Int16 支援性進行最佳化，透過先進資料管理減少資料移動與相關耗電，並具備 Wino

Chevelle.fu

高通： Snapdragon 855 的 Prime Core 乃是因應性能與功耗平衡，並藉由 AI 輔助不再一味提升 CPU 時脈

在第二天高通 Snapdragon 技術峰會主題演講正式公布 Snapdragon 855 細節之後，高通在會後的問答時間簡短的回答了幾項 Snapdragon 855 的特性問題，其中令人注目的是高通的 Snapdragon 855 採用的 Prime Core 設計，不同於過往高通以四個大核搭配四個小核的 big.LITTLE 設計，改以三組異構、異時脈的核心配置，高通表示，這是為了因應在當前智慧手機於性能與功耗的平衡所規劃的概念。高通的 Prime Core 的高性能核心與大核心是基於 Arm Cortex-A76 的半客製化架構，而 Cortex-A76 也是支援 Arm 的 Dyn

Chevelle.fu

是Qualcomm新款高階處理器名稱「確認」為Snapdragon 855，首次加入NPU設計這篇文章的首圖

高通新款高階處理器名稱「確認」為Snapdragon 855 並首次加入NPU與遊戲效能強化設計

高通Snapdragon 855將採用「2+2+4」的核心配置，亦即透過兩組大核、兩組中核，以及四組小核配置方式運作，並首次整合神經處理元件 (NPU)，也新增名為「Snapdragon Elite Gaming」的設計加強GPU圖像渲染表現。 Qualcomm預計在夏威夷活動說明新款高階處理器消息，而TechCrunch網站稍早似乎「不慎」將預先排定內容上線，隨後雖然立即下架，卻仍被眼尖的WinFuture網站擷取相關內容，確認預計揭曉的新款高階處理器名稱確定為Snapdragon 855，同時首次在處理器內整合神經處理元件 (NPU)，另外也特別加強遊戲應用與相機拍攝表現。 (圖擷取自Wi

Mash Yang

不讓蘋果、海思麒麟專美於前，傳三星也將為 7nm 新晶片導入雙核 NPU

雖然現在多數的應用處理器可藉由異構的方式實現 AI 機器學習，不過畢竟是透過軟你演算而非專用硬體加速，除執行效率較差以外對於功耗也會造成影響，尤其現在 AI 技術廣泛被使用在相機上，若是重度拍照使用者也會因此使手機更為耗電，故像是蘋果、華為陸續在 A11 Bionic 與 A12 Bionic 以及 Kirin 970 、 Kirin 980 等高階處理器導入獨立的 NPU ，先前也傳出三星、高通可能也將跟進採用獨立 NPU 。根據報導，三星將為 Galaxy S10 所預計採用的 7nm 新晶片搭載雙核 NPU 設計，藉此具備硬體 AI 加速核心，不過幾核心對於不同品牌的架構來說其實不太具

Chevelle.fu

是華為持續以開放形式建構更懂使用者的「聰明手機」這篇文章的首圖

華為以搭載NPU的高性能處理器結合更多第三方服務打造「聰明手機」

華為積極發展搭載人工智慧應用的「聰明手機」，並致力於結合更多第三方應用。先前提到華為在近年來的手機產品，除了在外觀設計持續精進，並且與Porsche Design合作，甚至曾經招募前蘋果設計人才協助提昇產品整體質感，更在軟硬體整合部分進行強化，透過諸如將Android作業系統底層超過80%比例重新編寫、新增人工智慧技術，或是提出採開放授權的HWA高解析藍牙傳輸標準規範，讓旗下產品能在眾多相似的智慧型手機產品產生競爭差異優勢。在智慧型手機產品方面，華為目前致力打造更聰明的手機，因此將更多人工智慧技術應用在手機產品，同時也並非只是協助使用者拍出更漂亮的照片，而是希望讓智慧型手機更懂使用者實際需

Mash Yang

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