電子發燒友網報道(文/莫婷婷)2022年3月,知存科技量產的國際首顆存內計算SoC芯片WTM2101正式投入市場。如今已在端側實現商用,提供語音、視頻等AI處理方案并幫助產品實現10倍以上的能效提升。WTM2101采用40nm工藝,是一顆擁有高算力存內計算核的芯片,相對于NPU、DSP、MCU計算平臺、AI算力提升10-200倍,具備1.8MB權重、50Gops算力。
顧名思義,存內計算芯片采用存算一體架構,區別于傳統計算架構馮諾伊曼以計算為中心的設計,改為以數據存儲為中心的設計。由于馮諾伊曼架構存在一定的局限性,那就是隨著CPU,或者運算單元的運算能力提高,數據傳輸并沒有跟上CPU運算頻率的同步遞增,這樣就出現存儲墻。
知存科技FAE總監陸彤表示,存儲墻會帶來兩個弊端,一是時延問題,因為由數據從memory 搬到計算單元里是需要時間的,當然也有不同的解決方法,比如采用更快的存儲單元、更寬的數據通道,或者是采用分布式的方式進行存儲。二是功耗問題,預計會占整個芯片功耗的50%-90%左右。
存算一體架構通過在存儲體上采用不同的技術,或者叫重新設計,讓存儲器件單元能直接完成乘加計算,也能存儲數據,極大程度上解決了存儲墻的問題,從而大幅度提升芯片的運行效率,突破瓶頸。
WTM2101在助聽器領域,能夠提供增益調整、EDRC等助聽基本功能,知存科技FAE總監陸彤介紹WTM2101在助聽領域更突出的價值更多還是體現在AI 相關應用上,例如雙麥BF+AI-ENC降噪實現智能融合降噪,能夠做到11ms延時、20db降噪。WTM2101還加入了AI通透功能,能夠選擇性通透電視、音樂等有效聲音。
防嘯叫是助聽器的剛需功能,為了實現該功能,WTM2101除了實施傳統的嘯叫算法,也添加了NN抗嘯叫算法組合;在健康監測方面,還加入了低功耗NN心率算法,并且實現了超低功耗標準模式50uA、運動模式為80uA。
此外,由于助聽器應用在耳道里面,沒有什么按鍵或者其他的方式能夠操作,因此自動環境識別也是助聽器產品需要關注的重點,目前,業內有廠商計劃采用語音控制的方式實現,或者基于AI深度學習/經典算法,進行環境音檢測。WTM2101加入了關鍵詞喚醒功能,算力約為10~20Mops。“如果從算力上來看,這些算法需要上百,甚至上G的OPS 算力需求,可能業內其他產品部署起來會有算力的壓力。但WTM2101具備50Gops算力,是能夠完成這些工作的”。
在低分辨率下,當信噪比到- 10db甚至-5db更低,佩戴者在使用助聽器時就很難區分語音。而WTM2101具備人聲增強功能,PESQ相對小算力AI算法和經典算法提高0.4和0.5.
據了解,飛利浦在去年推出飛利浦HearLink30平臺助聽器,引入了多種AI智能技術。不難發現,在技術的成熟下,越來越多AI技術的應用讓助聽器變得更加智能。“AI給助聽器帶來了很大的升級,AI在智能降噪、去嘯叫和環境識別上面有很大優勢”,知存科技相關負責人對電子發燒友網表示。目前已有多款助聽器不僅僅是助聽功能,還具備健康監測等更多功能,降噪功能也越來越強大。
顧名思義,存內計算芯片采用存算一體架構,區別于傳統計算架構馮諾伊曼以計算為中心的設計,改為以數據存儲為中心的設計。由于馮諾伊曼架構存在一定的局限性,那就是隨著CPU,或者運算單元的運算能力提高,數據傳輸并沒有跟上CPU運算頻率的同步遞增,這樣就出現存儲墻。
知存科技FAE總監陸彤表示,存儲墻會帶來兩個弊端,一是時延問題,因為由數據從memory 搬到計算單元里是需要時間的,當然也有不同的解決方法,比如采用更快的存儲單元、更寬的數據通道,或者是采用分布式的方式進行存儲。二是功耗問題,預計會占整個芯片功耗的50%-90%左右。
存算一體架構通過在存儲體上采用不同的技術,或者叫重新設計,讓存儲器件單元能直接完成乘加計算,也能存儲數據,極大程度上解決了存儲墻的問題,從而大幅度提升芯片的運行效率,突破瓶頸。
WTM2101在助聽器領域,能夠提供增益調整、EDRC等助聽基本功能,知存科技FAE總監陸彤介紹WTM2101在助聽領域更突出的價值更多還是體現在AI 相關應用上,例如雙麥BF+AI-ENC降噪實現智能融合降噪,能夠做到11ms延時、20db降噪。WTM2101還加入了AI通透功能,能夠選擇性通透電視、音樂等有效聲音。
防嘯叫是助聽器的剛需功能,為了實現該功能,WTM2101除了實施傳統的嘯叫算法,也添加了NN抗嘯叫算法組合;在健康監測方面,還加入了低功耗NN心率算法,并且實現了超低功耗標準模式50uA、運動模式為80uA。
此外,由于助聽器應用在耳道里面,沒有什么按鍵或者其他的方式能夠操作,因此自動環境識別也是助聽器產品需要關注的重點,目前,業內有廠商計劃采用語音控制的方式實現,或者基于AI深度學習/經典算法,進行環境音檢測。WTM2101加入了關鍵詞喚醒功能,算力約為10~20Mops。“如果從算力上來看,這些算法需要上百,甚至上G的OPS 算力需求,可能業內其他產品部署起來會有算力的壓力。但WTM2101具備50Gops算力,是能夠完成這些工作的”。
在低分辨率下,當信噪比到- 10db甚至-5db更低,佩戴者在使用助聽器時就很難區分語音。而WTM2101具備人聲增強功能,PESQ相對小算力AI算法和經典算法提高0.4和0.5.
據了解,飛利浦在去年推出飛利浦HearLink30平臺助聽器,引入了多種AI智能技術。不難發現,在技術的成熟下,越來越多AI技術的應用讓助聽器變得更加智能。“AI給助聽器帶來了很大的升級,AI在智能降噪、去嘯叫和環境識別上面有很大優勢”,知存科技相關負責人對電子發燒友網表示。目前已有多款助聽器不僅僅是助聽功能,還具備健康監測等更多功能,降噪功能也越來越強大。
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