端侧 AI 芯片：终端智能落地的核心引擎

电子发烧友网报道（文 / 李弯弯）端侧 AI 芯片，是专门为在诸如智能手机、IoT 设备、自动驾驶汽车等终端设备上，高效运行人工智能算法而设计的处理器。通过硬件级优化，它们能够实现低功耗、高实时性的 AI 计算，构成了端侧 AI 落地的核心硬件基础。

为何需要端侧 AI 芯片？随着 AI 技术不断发展，传统芯片暴露出局限性。CPU 和 GPU 虽通用性强，但能效比较低，难以契合移动设备对功耗的严苛要求；依赖云端则会引发延迟、隐私以及网络稳定性等问题。与之相比，专用端侧 AI 芯片优势显著，具备高能效比、低延迟、隐私安全保障以及离线运行能力等特性。

端侧 AI 芯片的核心技术涵盖架构设计与关键技术创新等方面。在架构设计上，NPU（神经网络处理单元）堪称端侧 AI 芯片的核心。它是专为神经网络设计的加速器，像华为昇腾 NPU、Apple 神经引擎等，支持并行计算以及 INT8/FP16 低精度运算。

再者是异构计算架构，现代端侧 AI 芯片普遍采用该架构，集成了 CPU、GPU、NPU、DSP（数字信号处理器）等多种计算单元，以应对各类不同的计算任务，高通 Hexagon 便是典型代表。

在关键技术创新方面，量化计算可支持 INT4/INT8 低精度运算，有效提升能效，联发科 APU 就是范例；稀疏化加速技术能够跳过零值权重计算，例如特斯拉 Dojo 芯片；存算一体技术可减少数据搬运功耗（即存内计算，如存算一体芯片）；动态调度技术能够依据任务负载动态分配算力，ARM Ethos NPU 便是如此。

主流的端侧 AI 芯片厂商及产品有哪些？在此列举部分广为人知的厂商及其产品。华为海思昇腾（Ascend）系列，属于面向边缘推理的 AI 芯片，如 Ascend 310；麒麟 SoC 集成了 NPU，像麒麟 9000，可支持手机端 AI 任务。

高通骁龙移动平台，部分型号支持端侧 AI，比如骁龙 8 Gen 2 集成了 Hexagon 处理器，算力超过 60 TOPS；QCS 系列则是面向物联网设备的 AI 芯片，例如 QCS8250 支持 15 TOPS 算力。

联发科天玑系列集成了 AI 处理器，可支持端侧 AI 任务。

苹果 A 系列 / M 系列芯片集成了神经网络引擎，像 A17 Pro 算力达 35 TOPS，M2 芯片算力达 15.8 TOPS。

三星 Exynos 系列，例如 Exynos Auto V 系列，是面向车用的 AI 芯片，算力超过 10 TOPS。

英特尔 Movidius VPU 专为视觉 AI 优化，比如 Myriad X 支持 4 TOPS 算力。

地平线（Horizon Robotics）征程系列面向自动驾驶和智能座舱，如征程 5 算力达 128 TOPS。

寒武纪（Cambricon）MLU 系列，像 MLU220 支持 8 TOPS 算力，面向边缘推理。

全志科技（Allwinner）V/R 系列，例如 V853 集成了 NPU，算力 1.2 TOPS，适用于智能摄像头。

瑞芯微（Rockchip）RK3588 内置 6 TOPS NPU，支持旗舰级边缘计算。

当前，端侧 AI 芯片的发展面临诸多挑战：在能效平衡方面，移动设备需要在 1W 以下功耗实现 TOPS 级算力；算法适配层面，芯片需要支持动态稀疏化、混合精度等前沿算法；开发门槛上，存在厂商专用工具链（如华为 MindSpore Lite）与通用框架（TensorFlow Lite）的兼容性问题；碎片化生态方面，不同厂商的 NPU 指令集和编译器存在差异，导致移植成本居高不下。

从发展趋势来看，随着 AI 模型复杂度提升，端侧 AI 芯片的算力会持续增强，同时维持低功耗状态。端侧 AI 芯片将支持多模态数据（如图像、语音、传感器数据）的融合处理，从而拓展更为丰富的应用场景。轻量化模型（如 MobileNet、EfficientNet）和神经架构搜索（NAS）技术将进一步优化端侧 AI 的性能。端侧 AI 芯片与云端 AI 的协同作业将成为主流模式，复杂任务交由云端处理，实时任务则由端侧设备完成。

总而言之，端侧 AI 芯片是推动 AI 技术在终端设备落地的核心硬件，其发展将对智能手机、智能穿戴、自动驾驶、工业物联网等众多领域产生深远影响。尽管目前面临一些挑战，但未来端侧 AI 芯片必将朝着更高算力、更低功耗、更强安全性以及更丰富应用场景的方向迈进。