IDC最新發布的(de)《中國可穿戴設備(bei)市(shi)場(chang)季度跟蹤(zong)報告》顯示,2023年第三季度中國可穿戴設備(bei)市(shi)場(chang)出貨(huo)量(liang)(liang)為3470萬(wan)臺(tai),同比增(zeng)長7.5%,整體市(shi)場(chang)持續增(zeng)長,正在(zai)進(jin)入穩(wen)定復蘇狀態(tai)。智能(neng)手表(biao)市(shi)場(chang)出貨(huo)量(liang)(liang)1,140萬(wan)臺(tai),同比增(zeng)長5.5%。其中成人智能(neng)手表(biao)559萬(wan)臺(tai),同比增(zeng)長3.9%;兒童智能(neng)手表(biao)出貨(huo)量(liang)(liang)580萬(wan)臺(tai),同比增(zeng)長7.2%。
當前,芯片的(de)發展和算力的(de)升級是推動(dong)可穿(chuan)戴(dai)設備(bei)發展的(de)重要因素(su)。可穿(chuan)戴(dai)設備(bei)是另一種適合使用(yong)邊(bian)緣(yuan)計算的(de)應(ying)用(yong)場景。可穿(chuan)戴(dai)設備(bei)通(tong)常(chang)需要實時(shi)地(di)處理(li)和傳輸大量數據,如健康監測(ce)、智能手表等。
一方面,可穿戴設備位于端側,針對端側的可穿戴等小設備,對算力的要求遠低于智能駕駛和(he)云計算設備,但(dan)對(dui)成(cheng)本、功耗、時延、開(kai)發(fa)難度很敏感;另(ling)一(yi)方(fang)面,由于最(zui)(zui)靠(kao)近(jin)人類(lei)和(he)現實世界,可穿(chuan)戴(dai)設備也是距(ju)離數據最(zui)(zui)近(jin)的地方(fang),未(wei)來要實現端到(dao)端的神(shen)經網絡,勢必要提升這(zhe)個領域的計算能力。
或許在(zai)未(wei)來(lai)的(de)某(mou)天,可穿戴(dai)設備也將(jiang)(jiang)成為集(ji)數據采集(ji)、處理和分析于(yu)一身的(de)具有完(wan)整功(gong)能(neng)的(de)產品(pin)。我們期待這一天的(de)到來(lai),因此我們開始思考,可穿戴(dai)設備談(tan)算(suan)(suan)力(li),是否為時(shi)過早?是否已經(jing)有企業(ye)在(zai)做這件(jian)事(shi)情?可穿戴(dai)設備算(suan)(suan)力(li)增長了,對邊緣計算(suan)(suan)有何意義?本文(wen)我們將(jiang)(jiang)為大家揭(jie)曉這些問題。
可(ke)穿(chuan)戴設(she)備(bei),顧名思義,主(zhu)要(yao)是將設(she)備(bei)搭載于(yu)人體,就像穿(chuan)戴的衣(yi)物、飾品(pin)一樣。根據產品(pin)形態(tai)和用途,我(wo)們將當前(qian)的可(ke)穿(chuan)戴設(she)備(bei),分為以(yi)下幾類:
頭顯類,以蘋(pin)果(guo) meta 為(wei)主要(yao)代(dai)表。通過顯(xian)(xian)示頭(tou)(tou)顯(xian)(xian)設備,提供音頻、視頻、虛擬現實等多層次(ci)的用戶體(ti)驗,已經停止研發的的Google Glass,也(ye)是其中的一種典型代(dai)表。蘋(pin)果(guo)VisionPro帶來的一股(gu)頭(tou)(tou)顯(xian)(xian)熱潮,甚至(zhi)還伴(ban)隨(sui)Meta發展,強推了(le)一波(bo)Meta的股(gu)價(jia);
手表手環類,代表企業有蘋(pin)果(guo)、谷歌、Amazon、華為、小(xiao)(xiao)米(mi)、小(xiao)(xiao)天才等(deng)(deng)等(deng)(deng),可以提(ti)供撥打電話(hua)、定位、拍照、鬧(nao)鐘提(ti)醒、運動健康監測等(deng)(deng)功(gong)能,與手機(ji)設備連接,還能實現更多的交互操作(zuo);
醫療器械類,代表企業有魚躍、樂心、九安等,而蘋果這樣的科技巨頭也開始在其關注領域申請醫療器械資格。當然,也有一些分類,將能夠聯入互聯網、具有物聯網特征的醫療器械類產(chan)品,也歸于可穿戴設備當(dang)中;
人體植入類,以腦機(ji)接(jie)口為(wei)代(dai)表(biao)的新(xin)型可穿戴設(she)備,代(dai)表(biao)了一種前沿(yan)的設(she)備技(ji)術,其實,在各個高校(xiao)的精密儀器專業,幾乎都有類(lei)似的腦波(bo)控制(zhi)(zhi)的產品演示,特斯拉所做的事(shi)情(qing),更(geng)接(jie)近(jin)科幻劇(ju)情(qing),例如通過芯片進行(xing)控制(zhi)(zhi)人(ren)類(lei)或者身體(ti)(ti)等,從這(zhe)個角度(du)來說,Meta CEO扎(zha)克伯格多次表(biao)示,希望(wang)技(ji)術成熟后才(cai)用(yong),因為(wei)他并不希望(wang)經(jing)歷已(yi)經(jing)植(zhi)入(ru)體(ti)(ti)內的產品的“更(geng)新(xin)”操(cao)作。
來自IDC的移(yi)動和(he)(he)消費設備跟蹤(zong)(zong)器研(yan)究經理 Jitesh Ubrani 表示。國際數據中心。“自最初的 Fitbit 和(he)(he) Pebble 手表問世(shi)以來,健康和(he)(he)健身(shen)追蹤(zong)(zong)已(yi)經取得了(le)長(chang)足的進(jin)步,但可穿戴設備的最大推動力是(shi)更(geng)小、更(geng)時尚(shang)的設計(ji)的出現。Oura、Noise、BoAT、Circular 等新(xin)品牌的智能(neng)戒(jie)指(zhi)預(yu)計(ji)將在(zai)未(wei)來幾個季度開(kai)啟(qi)新(xin)的外形設計(ji),同時也給現有品牌帶來壓力,要求他們(men)在(zai)健康追蹤(zong)(zong)方面進(jin)行創新(xin)。”
“智能手表(biao)和耳機仍(reng)(reng)然在可(ke)穿(chuan)戴設備市場(chang)占據主導地位,”移動設備和 AR/VR 研究總(zong)監 Ramon Llamas 補(bu)充(chong)道。“這些仍(reng)(reng)然能引(yin)起消費者的(de)共(gong)鳴(ming),并繼續吸引(yin)首次用戶,尤其是(shi)那些最謹慎(shen)和對價(jia)格敏感的(de)用戶。在這里,我們仍(reng)(reng)然可(ke)以(yi)看到新(xin)興(xing)供應商(shang)的(de)出貨量(liang)足以(yi)躋身(shen)領先品牌(pai)之列。結合(he)強勁的(de)更新(xin)周期(qi)(包括那些最近在 2020 年(nian)購買可(ke)穿(chuan)戴設備的(de)人),可(ke)穿(chuan)戴設備市場(chang)已經建立(li)了強大的(de)飛輪(lun)來保持銷量(liang)增(zeng)長。”
我們整(zheng)理(li)了一(yi)些典型產品在(zai)性能/算力上的配置(zhi),供(gong)大(da)家參考(kao):
目前,可穿戴設備的芯片算力通常不會以TOPS(每秒萬億次運算)來衡量,因為(wei)它們的算力相(xiang)對較低,更適合用DMIPS(每秒百萬條(tiao)指(zhi)令(ling))或其他(ta)更適合低功耗、低算力應用的度量(liang)標準(zhun)來衡(heng)量(liang)。然而,隨著技術的發展,一些專為(wei)可穿戴設備(bei)設計的芯片,如谷歌(ge)的Wear OS芯片,已經開(kai)始提供更高的性能(neng),包括(kuo)集成的AI功能(neng)和改進的連(lian)接性。
在選擇可穿戴設備的內核(模組/芯片)時,廠商通常有兩種方案:一是采用模組方案,雖然可能占用更多空間,但集成化和標準化的設計有助于降低用戶成本;二是芯片CoB方案,這在兒童(tong)手表等(deng)穿戴產品中尤為常見,約(yue)有90%的企業采用此方(fang)案。關鍵考慮因素(su)包(bao)括(kuo)是否支持藍牙、WiFi技術,體積(ji)、成本以及續航和散熱能力的平衡(heng)。
在與產業人士交流當中,我們發現,對于模組企業或者可穿戴設備廠家而言,由于手表手環等等產品對于算力的應用較少,甚至只能用性能、功耗來描述,加之這類產品對于續航又有一定的要求,因而“談算力”在個人手表手環等(deng)傳統穿戴場(chang)景(jing)中,尚無市場(chang)需(xu)(xu)(xu)求(qiu)和研發動(dong)力。中移(yi)(yi)物(wu)聯(lian)認為(wei)(wei),需(xu)(xu)(xu)要實(shi)現AI服務或虛(xu)擬現實(shi)功能的產(chan)品,例如AR、VR等(deng)新型可(ke)穿戴設備未來會增(zeng)加(jia)對算力的需(xu)(xu)(xu)求(qiu),而作為(wei)(wei)提供模組的企業,中移(yi)(yi)物(wu)聯(lian)將持續關注客戶需(xu)(xu)(xu)求(qiu)和技術發展,為(wei)(wei)產(chan)品進行持續優(you)化(hua)。
目前(qian)市場上的(de)(de)可(ke)穿戴設備(bei)芯片(pian)和模組,大多(duo)以(yi)頻率和功耗(hao)為主要性能指標,尚未將(jiang)算力作為核心(xin)賣點。不過(guo),要實現可(ke)穿戴設備(bei)的(de)(de)智(zhi)能化,提升芯片(pian)的(de)(de)計算能力是不可(ke)能繞過(guo)的(de)(de)領域。對于新(xin)型(xing)可(ke)穿戴市場,這無(wu)疑是一(yi)個(ge)巨大的(de)(de)機遇。一(yi)些(xie)企(qi)業已(yi)經開始在(zai)可(ke)穿戴設備(bei)上增強算力,這一(yi)領域正逐(zhu)漸成為一(yi)片(pian)新(xin)的(de)(de)藍海。
那么,哪些企業(ye)已經開始向可(ke)穿戴(dai)設(she)備上堆(dui)算力呢?
隨著ChatGPT一(yi)夜(ye)成(cheng)名,英(ying)偉達的(de)(de)(de)市值也(ye)逐(zhu)漸(jian)水漲船高(gao),算力(li)(li)(li)在人們(men)(men)(men)眼中的(de)(de)(de)重要程度不言(yan)而(er)喻。從端側大模型的(de)(de)(de)AIPC,人們(men)(men)(men)總是想讓大算力(li)(li)(li)產品小一(yi)點,再小一(yi)點,最(zui)好在可(ke)穿戴設備(bei)當中就(jiu)能(neng)實現的(de)(de)(de)那種(zhong)。作為未來(lai)落地(di)的(de)(de)(de)探索也(ye)好,對于終端智能(neng)的(de)(de)(de)追求也(ye)罷,這(zhe)些企業的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)確確已(yi)經開(kai)始將算力(li)(li)(li)賦予可(ke)穿戴設備(bei),換(huan)句(ju)話說(shuo),他們(men)(men)(men)產品上的(de)(de)(de)芯片,已(yi)經在算力(li)(li)(li)方面初具規模。
蘋果
初代(dai)頭顯(xian)設備就引發了全球科技愛(ai)好者們(men)的轟動。蘋果對這款(kuan)設備投(tou)入了巨大的人力和財力。當(dang)然,在visionPro上堆料(liao)也是沒得(de)說,直接(jie)采用了M2+R1芯(xin)片的搭配,M2 中的集成顯(xian)卡(ka)提(ti)供8-10 個內核(he)以及3.6 TFLOPs 的峰(feng)值算力。
并(bing)配備(bei)(bei)12個攝像頭、5個傳感器(qi)(包括1個激光雷達傳感器(qi))和(he)6個麥克風 ,還(huan)可以外接一(yi)塊(kuai)可以讓它最長使用2小時的(de)電池。不(bu)光如此,蘋果還(huan)專(zhuan)門為其設(she)計(ji)了操(cao)作(zuo)系統,不(bu)可謂不(bu)重視(shi)。Vison Pro這類(lei)大型“可穿(chuan)戴設(she)備(bei)(bei)”的(de)出現,也在一(yi)定程度(du)上為“續航危機”提供了解決(jue)方(fang)案,讓一(yi)些希望在可穿(chuan)戴設(she)備(bei)(bei)端提供算(suan)力的(de)企業看(kan)到(dao)了希望。
在(zai)蘋(pin)果的手表設備(bei)(bei)端,也(ye)采用了自研的64位S9 SiP,據稱其(qi)包(bao)含56億個晶(jing)體(ti)管和一個新的四(si)核心引擎,搭(da)載幾乎完整的操作系統,這樣(yang)的設備(bei)(bei),沒(mei)點算力(li)真(zhen)的壓不住(zhu)。
谷歌
作為最早(zao)帶來VR設(she)備的(de)企(qi)(qi)業(ye)之一(yi)、經典產(chan)品(pin)Google Glass的(de)出品(pin)方,谷歌在(zai)可(ke)穿(chuan)戴設(she)備的(de)芯片(pian)和算力方面(mian)的(de)話語權(quan)不容小覷。2023年(nian)3月(yue)15日,Google于Google Glass產(chan)品(pin)頁面(mian)刊登告示稱(cheng)(cheng):感謝您過(guo)去十(shi)多年(nian)的(de)創新(xin)和陪(pei)伴,自2023年(nian)3月(yue)15日起,我們將不再(zai)銷售Glass Enterprise Edition(Google Glass企(qi)(qi)業(ye)版(ban)(ban)(ban),下文簡稱(cheng)(cheng)為Glass企(qi)(qi)業(ye)版(ban)(ban)(ban))。在(zai)2023年(nian)9月(yue)15日之前,我們將繼(ji)續為Glass企(qi)(qi)業(ye)版(ban)(ban)(ban)提(ti)供技(ji)術支(zhi)持。
隨(sui)(sui)后,谷(gu)(gu)歌多次提出類似(si)的(de)計劃,例如(ru)Project Iris,甚(shen)至有傳(chuan)(chuan)聞表示,谷(gu)(gu)歌可(ke)能真的(de)只是暫(zan)時擱(ge)置(zhi),而(er)隨(sui)(sui)著蘋果(guo)通過(guo)Vision Pro正式入局,谷(gu)(gu)歌或已重新恢復Project Iris的(de)項(xiang)目工作。項(xiang)目經歷了(le)一個(ge)動(dong)蕩的(de)發展階段,谷(gu)(gu)歌高管(guan)不斷改變對 Iris 的(de)愿(yuan)景。為了(le)促進其努力,該公司還收購(gou)了(le) North 和(he) Raxium。不過(guo),盡管(guan)谷(gu)(gu)歌各種(zhong)宣傳(chuan)(chuan)自(zi)己在算(suan)力和(he)AI方(fang)面的(de)動(dong)作,例如(ru)自(zi)研芯片等,Pixel手機照相(xiang)的(de)AI能力目前仍來(lai)自(zi)云端。
Meta/高通
近年來,隨著(zhu)大(da)模型(xing)的(de)(de)(de)發(fa)展,高(gao)通(tong)(tong)也(ye)逐漸適應了終(zhong)端設(she)備(bei)(bei)對于算(suan)力(li)的(de)(de)(de)需求,并實現快速發(fa)展。其中一(yi)個代(dai)(dai)表產(chan)品(pin)就(jiu)(jiu)是(shi)在(zai)手機(ji)端運(yun)行Stable Diffusion,而(er)另一(yi)個隱藏的(de)(de)(de)產(chan)品(pin),就(jiu)(jiu)是(shi)為(wei)Meta的(de)(de)(de)頭(tou)顯設(she)備(bei)(bei)提(ti)供(gong)芯片和算(suan)力(li)平臺。高(gao)通(tong)(tong)在(zai)可穿戴設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)算(suan)力(li)提(ti)升方面,也(ye)起到了重(zhong)要作用(yong),很典型(xing)的(de)(de)(de)例子(zi)就(jiu)(jiu)是(shi)為(wei)Meta的(de)(de)(de)AR、VR設(she)備(bei)(bei)提(ti)供(gong)芯片平臺。Quest3 搭(da)載了高(gao)通(tong)(tong)的(de)(de)(de)XR2 gen2 平臺,較上一(yi)代(dai)(dai)性能提(ti)升明(ming)顯,高(gao)通(tong)(tong)承諾新的(de)(de)(de)第(di)二代(dai)(dai)芯片的(de)(de)(de) GPU 性能提(ti)高(gao) 2.5 倍,AI 性能提(ti)高(gao) 8 倍,并且“GPU 能效提(ti)高(gao) 50%”,但不一(yi)定同時實現。
Neuralink & 特斯拉
近年來,馬斯克除了讓特斯拉在智(zhi)能駕駛(shi)、具身(shen)智(zhi)能領(ling)域“展(zhan)示肌肉”之(zhi)外,也(ye)在腦機(ji)接(jie)口這一看(kan)似(si)“科幻”的(de)賽道(dao)持(chi)續(xu)跟進。Neuralink致力透過芯片移植人腦手術協助行動不便或(huo)四肢(zhi)癱瘓(huan)患(huan)者重新控(kong)制(zhi)身(shen)體(ti)(ti)(ti),病人只需(xu)將想法轉化成電(dian)腦語言(yan)并傳達(da)到(dao)神經(jing)便能對身(shen)體(ti)(ti)(ti)下達(da)指令。去年五月,Neuralink取得美國食品藥物管理局(FDA)核準(zhun)進行首次人體(ti)(ti)(ti)臨床試(shi)驗;去年底,Neuralink開放招募頸椎(zhui)受傷或(huo)漸凍癥而四肢(zhi)癱瘓(huan)的(de)受試(shi)者。
馬(ma)斯(si)克的腦機接口公(gong)司Neuralink當(dang)地時間(jian)3月(yue)20日在(zai)(zai)(zai)直播活(huo)動中(zhong)(zhong)介紹了(le)首位接受腦機植(zhi)入患者(zhe)的情況。這(zhe)名患者(zhe)名為諾蘭·阿爾(er)博(Noland Arbaugh),他(ta)在(zai)(zai)(zai)一(yi)次潛水事故中(zhong)(zhong)頸部以(yi)下(xia)癱瘓。在(zai)(zai)(zai)直播中(zhong)(zhong),阿爾(er)博在(zai)(zai)(zai)屏幕上移(yi)動電(dian)腦光(guang)標來下(xia)棋。阿爾(er)博稱,“這(zhe)就像在(zai)(zai)(zai)光(guang)標上使用力量。”隨后(hou),馬(ma)斯(si)克在(zai)(zai)(zai)X上發文表示,Neuralink的下(xia)一(yi)個產品將是能夠幫助盲(mang)人恢復視覺(jue)的“盲(mang)視”(Blindsight)
同屬馬(ma)斯克旗下(xia)(xia)的(de)(de)特(te)斯拉,在(zai)造(zao)芯(xin)(xin)方(fang)面(mian)的(de)(de)能力也毋庸置疑(yi),例如,特(te)斯拉的(de)(de)第一代(dai)FSD芯(xin)(xin)片(pian)為260平方(fang)毫(hao)米(mi),第二代(dai)FSD芯(xin)(xin)片(pian)預計(ji)為300平方(fang)毫(hao)米(mi),成本預計(ji)增加40-50%。不過(guo),FSD芯(xin)(xin)片(pian)擁有(you)(you)32M的(de)(de)SRAM,雙(shuang)核(he)心,每個核(he)心在(zai)2GHz頻率下(xia)(xia)擁有(you)(you)36TOPS的(de)(de)性能,所以雙(shuang)核(he)共有(you)(you)720TOPS的(de)(de)性能。整體不論是處理能力還是算力都非常(chang)強(qiang)悍。
華為海思
對于華(hua)(hua)為這種傳統ICT企(qi)業來(lai)說,在芯片和(he)算(suan)力領域布局(ju)已經成為不(bu)(bu)能再平常的事情。在可(ke)穿戴設備測,華(hua)(hua)為發(fa)布智慧音(yin)頻(pin)眼(yan)鏡HUAWEI X GENTLE MONSTER Eyewear II,搭(da)載主控芯片海思(si) Hi1132;華(hua)(hua)為非凡大師手表,搭(da)載海思(si)的Hi3861V100芯片,不(bu)(bu)過,早在2020年(nian),上海海思(si)就宣(xuan)布攜手Rokid等終端(duan)廠家,正式發(fa)布XR芯片平臺。能夠提供(gong)9TOPS的NPU算(suan)力。
Humane
無獨有偶,蘋果人對于可穿戴設備的熱愛是不會改變的。蘋果員工參與設計Ai Pin,一度引發硬件熱浪潮(chao)——火柴盒大小的(de)一個(ge)(ge)設(she)備,搭載了高通(tong)驍龍(long)八(ba)核芯片,通(tong)過 eSIM 支持(chi)網絡連(lian)接,不依賴于手機或(huo)者其他個(ge)(ge)人終(zhong)端(duan)(duan),將語音作為核心的(de)交(jiao)(jiao)互方(fang)式,但其實還支持(chi)激(ji)光投(tou)射、手勢以及(ji)觸摸(機身表面)三種交(jiao)(jiao)互。不過,端(duan)(duan)側模(mo)型(xing)只用(yong)來(lai)處(chu)理(li)語音識(shi)別(bie)以及(ji)基本(ben)操作等需(xu)要快速響應的(de)請求,更多的(de)處(chu)理(li)還是(shi)交(jiao)(jiao)給(gei)云端(duan)(duan)模(mo)型(xing)進行處(chu)理(li)。但云端(duan)(duan)處(chu)理(li)就必然(ran)涉及(ji)到連(lian)接和延遲問題(ti)。而這,也(ye)正是(shi)巨頭們(men)(men)(men)向穿戴設(she)備們(men)(men)(men)堆料(liao)算力(li)(li)的(de)原因!他們(men)(men)(men)需(xu)要用(yong)戶需(xu)要更加(jia)靠(kao)近邊緣的(de)算力(li)(li),需(xu)要更加(jia)容易獲得的(de)算力(li)(li)!
聯發科
此外,還有一個未來可能出現的巧妙設計,就是算力傳遞。AI硬件的重點攻克方向就是端側算力的提升,除了給終端裝配更強大的AI芯片外,在MWC24上,聯發科甚至展示了“多設備共享算力”技術——即讓A設備可(ke)將(jiang)閑置(zhi)算(suan)力(li)共享給B設備來進行大模(mo)型等巨(ju)量(liang)計(ji)算(suan),然而(er)這樣的(de)計(ji)算(suan)模(mo)式又需要新的(de)邊緣(yuan)側網絡技術的(de)支持,邊緣(yuan)計(ji)算(suan)注定離不開全系統的(de)算(suan)力(li),而(er)可(ke)穿戴設備,也將(jiang)因其龐(pang)大的(de)數量(liang)和(he)靈活度(du)、分(fen)布特(te)點,成為算(suan)力(li)閃耀的(de)沃土。
從目前的情(qing)況來看,堆料算力(li)的可穿戴設備,的確主(zhu)要集中在頭顯等新領(ling)域,不過,一些(xie)醫療相(xiang)關的領(ling)域,包括腦機接口,也對設備的性能和算力(li)提出了更高的需求
大模型推動算力熱潮,摩爾定律寶刀不老
不(bu)論(lun)是(shi)數據中心(xin),還是(shi)邊緣(yuan)計算(suan),在(zai)近幾年(nian)的(de)格局(ju)和(he)狀態下,算(suan)力成為所有人(ren)都會關心(xin)的(de)問題(ti)。一方面,算(suan)力是(shi)AI三要素之一,不(bu)可(ke)或缺,另一方面,不(bu)論(lun)是(shi)國(guo)內還是(shi)國(guo)外,在(zai)行(xing)業格局(ju)和(he)相關政策(ce)上,都希望將算(suan)力作為水(shui)電熱網一樣提供充(chong)足(zu)和(he)即使的(de)供應。細化到可(ke)穿戴設備(bei)當中,我(wo)們更關注(zhu)續航和(he)費(fei)用,加之隨(sui)時(shi)可(ke)能(neng)進入的(de)“后(hou)摩爾時(shi)代(dai)”,也令人(ren)對(dui)更高更小的(de)芯片打上了(le)一個問號。好在(zai),基于OpenCPU或CHipsliets等封裝方式的(de)突破,讓我(wo)們也看到了(le)摩爾定(ding)律的(de)穩定(ding)性。
此外,蘋果(guo)和三星(xing)紛(fen)紛(fen)提出醫療健康相關的指(zhi)環系列(lie),也(ye)(ye)將智能(neng)穿戴(dai)小型化的趨勢提升到了(le)一個(ge)新的高度。在(zai)不久的將來,相同性(xing)能(neng)的芯片產品的尺寸越(yue)來越(yue)小,也(ye)(ye)就表(biao)示從(cong)前尺寸產品的芯片性(xing)能(neng)和算(suan)力也(ye)(ye)會實(shi)現倍(bei)增。
存算一體為設備增速提效
近日,清華大學集成電路學院教授吳華強、副教授高濱基于存算一體計算范式,研制出全球首款全系統集成、支持高效片上學習(機器學習能在硬件端直接完成)的憶阻器存算一體芯片。相關成果在線發表于最新一期《科學》。相同任務下,該款芯片實現片上學習的能耗僅為先進工藝下專用集成電路系統的3%,展現出卓越的能效優勢,具有滿足人工智能時代(dai)高算(suan)力(li)需求的應(ying)用(yong)(yong)潛(qian)力(li)。相關成果可應(ying)用(yong)(yong)于手機等智能終端設備,還可以應(ying)用(yong)(yong)于邊緣計算(suan)場景,比如汽車、機器人等。
TinyML或成為可穿戴設備配備“算力”的開端
不難發(fa)現,高(gao)(gao)性能(neng)可(ke)(ke)穿戴設(she)(she)(she)備(bei)(bei)面臨的諸多問題,其實就是(shi)(shi)TinyML試圖去解決的。微(wei)(wei)型(xing)機(ji)器(qi)學習Tiny Machine Learning (TinyML) 是(shi)(shi)機(ji)器(qi)學習的一個研究領(ling)域,專注于(yu)在(zai)超(chao)低(di)功(gong)耗的微(wei)(wei)控制器(qi)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)上開發(fa)和(he)部(bu)署機(ji)器(qi)學習模(mo)(mo)型(xing)。TinyML使機(ji)器(qi)學習可(ke)(ke)以在(zai)在(zai)安(an)全(quan)、低(di)延遲、低(di)功(gong)耗和(he)低(di)帶寬(kuan)的邊(bian)緣設(she)(she)(she)備(bei)(bei)上運行。在(zai)TinyML領(ling)域的技術發(fa)展,無(wu)不適合可(ke)(ke)穿戴設(she)(she)(she)備(bei)(bei)的,不論是(shi)(shi)隱私計算(suan)、小體積大模(mo)(mo)型(xing),還是(shi)(shi)高(gao)(gao)效AI算(suan)法(fa)、模(mo)(mo)型(xing)壓縮(suo)、稀疏神經網絡等,以大幅縮(suo)小 AI 模(mo)(mo)型(xing)大小并在(zai)邊(bian)緣設(she)(she)(she)備(bei)(bei)上高(gao)(gao)效部(bu)署和(he)運行。
傳統問題,仍待解決
然(ran)而,受限于體積、用戶和產品種(zhong)類(lei),可穿戴設備(bei)當中的(de)傳統問題依然(ran)存在,需要引起產業(ye)的(de)重視,并將其他學科領域(yu)的(de)成績進行遷移(yi)轉化。
電源和能耗問題:電池(chi)續航能(neng)力是限(xian)制可穿戴設備性能(neng)發揮的(de)一個重要因素。目前的(de)電池(chi)技術還難以滿足高(gao)性能(neng)設備長時間(jian)運行的(de)需(xu)求(qiu)。
隱私保護備受關注:隨著設備(bei)算力(li)的(de)提升,它們可能(neng)會收集(ji)和(he)處理更多(duo)個人敏(min)感數(shu)據(ju)(ju)。如何確保(bao)這些數(shu)據(ju)(ju)的(de)安全(quan)和(he)用戶隱私不被侵犯,是(shi)一個需要解決的(de)重要問題。
行業標準和監管:可(ke)穿(chuan)戴設備(bei)市場(chang)仍(reng)處(chu)于(yu)發(fa)展(zhan)早(zao)期階(jie)段,缺乏統一的(de)行業標(biao)準和(he)監管政策。這(zhe)可(ke)能(neng)會阻礙技術的(de)創新(xin)和(he)市場(chang)的(de)健康(kang)發(fa)展(zhan)。
大模型的車(che)輪已經開始將從前(qian)的AI、智慧系列、數字(zi)化、自(zi)(zi)動化等等裹(guo)在歷史(shi)的車(che)輪當中(zhong),以(yi)不可阻擋(dang)的趨勢向前(qian)滾(gun)動。又(you)有誰能阻擋(dang)算力“像空(kong)氣和自(zi)(zi)來水一(yi)樣”隨處(chu)可得呢(ni)?
總體(ti)(ti)(ti)來(lai)看,可穿戴(dai)設(she)備領域的(de)(de)發展潮頭正在向高(gao)性能(neng)(neng)和高(gao)算力轉變。這(zhe)將帶來(lai)新(xin)(xin)的(de)(de)產(chan)品形態和應(ying)用(yong)場景,進一步促進可穿戴(dai)設(she)備產(chan)業(ye)(ye)的(de)(de)蓬勃發展。隨著(zhu)行業(ye)(ye)鏈成(cheng)熟和用(yong)戶需求不斷升(sheng)級,可穿戴(dai)設(she)備未來(lai)或將成(cheng)為(wei)一個集AI芯片、物(wu)聯網與(yu)生(sheng)(sheng)物(wu)識別(bie)于一體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)全新(xin)(xin)體(ti)(ti)(ti)驗平臺。我們(men)期待在各(ge)方的(de)(de)共同參與(yu)下(xia),可穿戴(dai)設(she)備市場能(neng)(neng)夠迎來(lai)新(xin)(xin)的(de)(de)技術突(tu)破,并給更多(duo)用(yong)戶帶來(lai)豐(feng)富多(duo)彩的(de)(de)未來(lai)生(sheng)(sheng)活體(ti)(ti)(ti)驗。
參考內容:
《中國(guo)可穿戴(dai)設備市場季度跟蹤(zong)報告》,IDC
《談談特斯拉的芯(xin)片實力》,半導體產業縱橫
《2023年,國產(chan)存(cun)算一(yi)體(ti)走到產(chan)業化(hua)拐點(dian)》,時氪分(fen)享