中星微电子（Vimicro）近期在人工智能领域取得了重大进展，推出了其最新的AI芯片——‘星光智能5号’。这款尖端芯片于4月30日在福州举行的第八届数字中国建设峰会上发布。这款芯片的独特之处在于，它能够独立运行DeepSeek的7B、8B和16B大型模型，而无需依赖外部处理能力。这使其成为首款完全自主可控的嵌入式AI芯片，能够同时在单个芯片上运行通用语言模型和视觉大型模型。
突破性的架构和增强的性能
‘星光智能5号’芯片采用了中星微自主研发的通用多核异构GP-XPU架构。这种创新架构在运算效率、实时性能、成本效益和安全性方面，相比传统的CPU+GPU架构有了显著的提升。GP-XPU架构专为优化AI工作负载而设计，使芯片能够以更快的速度和更高的精度处理复杂的任务。
GP-XPU架构的关键优势：
- 增强的效率： 该架构最大限度地利用了计算资源，从而加快了处理速度并提高了整体性能。
- 实时性能： 该芯片能够处理实时数据处理，使其适用于需要立即响应的应用程序。
- 成本效益： 该芯片的设计减少了对昂贵的外部组件的需求，从而提供了一种更经济实惠的解决方案。
- 安全性： 该架构集成了安全功能，可防止未经授权的访问和数据泄露。
国内生产且完全可控
‘星光智能5号’芯片基于国内生产的工艺技术，确保了对其生产和使用的完全自主性和控制权。这对于战略重要部门的应用尤为重要，在这些部门，依赖外国技术可能会带来风险。通过利用国内采购的组件和制造工艺，中星微旨在减少对外部供应商的依赖，并加强中国在全球AI领域的地位。
在关键领域的应用：
- 国家战略重要性： 该芯片可以部署在关键基础设施和国防系统中，提供安全可靠的AI处理解决方案。
- 城市感知： 该芯片可用于智慧城市计划，分析来自传感器和摄像头的数据，从而实现对城市环境的实时监控和管理。
- 智能制造： 该芯片可以提高制造过程中的自动化程度和效率，从而提高产品质量并降低成本。
- 智慧农业： 该芯片可用于分析来自农业传感器和无人机的数据，从而优化作物产量和资源利用率。
- 智能交通： 该芯片可以为高级驾驶辅助系统（ADAS）和自动驾驶汽车提供动力，从而提高道路安全性和效率。
打破边缘计算壁垒
‘星光智能5号’芯片旨在克服边缘计算的局限性，使AI处理能够直接在设备上执行，而无需依赖基于云的资源。这可以通过芯片的先进架构及其在单个芯片上运行大型AI模型的能力来实现。
GP-XPU架构组件：
- RISC-V CPU： 高性能RISC-V CPU提供处理各种任务所需的通用处理能力。
- GP-GPU： 通用GPU加速AI工作负载，从而更快地处理复杂算法。
- NPU： 神经处理单元（NPU）专为AI推理而设计，可优化神经网络的性能。
- ISP： 图像信号处理器（ISP）增强了摄像头捕获的图像质量，从而提高了视觉AI应用程序的准确性。
- VPU： 视频处理单元（VPU）加速了视频编码和解码，从而实现了高效的视频流和分析。
- ECU： 加密/解密单元（ECU）为敏感数据提供基于硬件的安全性。
异构计算池（HCP）
该芯片利用专用的异构计算池（HCP）任务调度单元和安全的内存管理系统，从而能够在各种异构内核之间实时调度和动态共享计算和存储资源。这显着提高了计算效率和数据吞吐量，使芯片能够在单个芯片上部署和运行DeepSeek 1.5B、7B、8B和16B通用大型模型和视觉大型模型。
边缘计算能力：
- 实时视频分析： 该芯片可以对视频流中的对象执行实时检测、识别和跟踪。
- 自然语言处理： 该芯片可以处理自然语言输入，从而实现聊天机器人和语音助手等应用程序。
- 任务规划： 该芯片可以规划和执行复杂的任务，使其适用于机器人技术和自动化应用程序。
- 知识管理： 该芯片可以存储和检索来自知识库的信息，从而实现智能决策。
- 自动控制： 该芯片可以控制执行器和其他设备，从而实现闭环控制系统。
通过结合部署八个’星光智能5号’芯片，可以支持’完整血统’的671B参数DeepSeek大型模型和视觉大型模型的运行，从而完全打破边缘计算能力的瓶颈。
一款多功能的AI芯片
‘星光智能5号’芯片是一款多功能的AI芯片，在各种应用中表现出色。它的主要优点包括高效、低能耗、低成本、小尺寸、强大的安全性和高适应性。
详细的关键优势：
- 高效率： 该芯片利用操作符级别的MoE架构和HCP实时调度机制，将计算效率提高了约40%，数据吞吐量提高了约50%。
- 低能耗： 该芯片的异构计算资源按需分配，从而将能耗降低至少30%。
- 低成本： 该芯片的’端-边缘闭环架构’减少了对云资源的依赖，从而使综合部署成本约为具有相同性能的服务器架构的1/3。
- 小尺寸： 嵌入该芯片的处理板仅需大约名片大小的空间，即可满足各种小型化智能设备的空间要求。
- 强大的安全性： 该芯片使用内存分区安全隔离技术，支持高性能国内加密算法计算，实现源代码级别的密码保护，并具有原生数据安全功能。
- 高适应性： 该芯片支持开放生态系统和主流AI框架，无缝连接到数千个行业的各种应用场景。在工作环境适应性方面，’星光智能5号’芯片消除了基于云的大型计算设备对计算机房恒温恒湿环境的依赖，可以在各种生产和生活环境中完成高性能智能工作。
赋能’本地化智能体’
‘星光智能5号’芯片旨在赋能’本地化智能体’，这些智能体是可以独立在设备上运行而无需依赖基于云的资源的AI驱动系统。这种方法具有多个优点，包括改进的响应时间、降低的成本和增强的安全性。
本地化智能体的优势：
- 改进的响应时间： 通过在本地处理数据，该芯片可以实时响应事件，而不会出现与基于云的处理相关的延迟。
- 降低的成本： 通过减少对云资源的依赖，该芯片可以显着降低AI部署的成本。
- 增强的安全性： 通过在本地处理数据，该芯片可以保护敏感信息免受未经授权的访问和数据泄露。
本地化智能体的应用：
- 智能家居： 本地化智能体可以控制智能家居设备，例如灯、恒温器和电器，从而提供更便捷和高效的生活体验。
- 可穿戴设备： 本地化智能体可以分析来自可穿戴传感器的数据，从而提供个性化的健康和健身建议。
- 工业自动化： 本地化智能体可以控制机器人和其他工业设备，从而提高制造环境中的效率和安全性。
重构AI部署范式
中星微的’星光智能5号’芯片有望通过实现更分散和本地化的方法来改变AI部署范式。这将减少对基于云的资源的依赖，并赋能更广泛的应用。
新范式的关键优势：
- 降低的延迟： 本地化处理消除了将数据传输到云的需求，从而降低了延迟并提高了响应时间。
- 更低的带宽要求： 本地化处理减少了需要通过网络传输的数据量，从而降低了带宽要求和成本。
- 增强的隐私： 本地化处理将敏感数据保存在设备上，从而保护其免受未经授权的访问和数据泄露。
- 提高的可靠性： 本地化处理使AI系统即使在网络连接中断时也能继续运行。
中星微技术CEO张韵东表示，’星光智能5号’将推动终端侧和边缘侧的智能化升级，大幅降低对云计算资源的依赖，节省系统建设成本，探索一条符合中国国情的人工智能技术路线。
传统的依赖于云的AI推理过程常常面临响应延迟大、成本高、网络环境限制等问题。该芯片通过本地化算力和内生安全机制，使大型模型推理直接在边缘侧闭环，不仅节省了云传输和存储成本，还大大提高了响应速度，实现毫秒级响应，并采用源级别密码机制保护数据的整个生命周期。
这项技术突破为城市感知、智能制造、智能交通等场景提供了效率、能耗、成本、体积、安全性和适应性的全面优化，真正赋能千行百业打造自主可控的智能终端。
张韵东表示：’针对中国传统行业数字化转型的实际需求，中星微正在为端、边、云开发分布式人工智能计算技术。在不依赖最先进的半导体工艺技术的情况下，我们坚持原始创新和自主可控，探索一条符合中国国情的人工智能技术路线。’