智能家居这么火,没理由不知道这三种无线通信协议

智能产品之间要想实现互联互动亦或是互相通话,就需要使用通信协议,而目前智能家居系统中都是采用无线通信协议,本文也将对蓝牙、WiFi和ZigBee三种主流无线通信协议进行比较。

蓝牙

蓝牙,是一种基于2.4GHz频段的、短距离通信技术,能在手机、平板、笔记本电脑等智能设备中进行无线信息交换。通过蓝牙技术,可以将原本没有连网能力的设备间接地连入互联网。基于其低功耗的特点和智能手机的普及,蓝牙是很多智能家居产品的首选,例如家庭门锁、窗帘、灯光照明,甚至是智能开关等。

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在实际应用中,蓝牙协议可以实现设备连接方案。产品通过蓝牙协议与智能手机相连,进而通过互联网与产品相连,实现远程查看和控制。

WIFI

WIFI基于其广泛普及和传输速率,也是很多智能产品的首选。WIFI是一种星状网络结构,通常以一个设备为中心,向其他设备节点辐射。

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在实际应用中,WIFI可以实现一定规模的设备连接方案。产品通过WIFI与路由器相连,进而通过互联网接入产品。用户也可以远程查看和控制。

ZigBee

Zigbee是一种近距离、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。

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下面针对三种智能家居无线通信协议作数据分析

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从表中可以看出,每种协议都有在特定情形下的优点。

综上所述,不同的协议,就像风格迥异的语言,共同丰富着智能设备的互联技术。在选择时,需要针对不同的产品需求,去选择相应的通信协议,以充分发挥其技术特性,并达到产品性能的提升。

华为发布R14 NB-IoT商用版本 增强速率和覆盖等四大特性

近日,华为发布了全球首个基于3GPP R14协议的NB-IoT商用版本eRAN13.1。

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相较于之前的版本,eRAN 13.1可提供七倍用户速率、两倍小区容量、两倍小区覆盖、定位服务四大性能,探索全面替代GPRS物联网的应用之路。

自从NB-IoT协议冻结以来,NB-IoT以其特有的大容量、低功耗、深度覆盖等特点,迅速占据低功耗广覆盖物联市场。

截止至2018年5月份,全球共部署了45张NB-IoT商用网络,建设了超过50万的基站。无线抄表、牛联网、智能井盖、无线烟感、智能门锁等40个用例已在批量部署中,现在已经有超过千万个NB-IoT连接广泛应用于城市管理及个人生活的方方面面。

现在,NB-IoT已经被3GPP和GSMA认可为5G时代的物联网技术,将在低功耗广覆盖物联市场中长期演进。

然而,随着物联网市场的不断发展,NB-IoT的第一代R13协议已经不能满足不断丰富的物联网应用对NB-IoT性能的需求。比如,资产/宠物跟踪需要低功耗的定位功能来降低设备成本和充电的频度。再者,由于GPRS的频谱效率较低,需要能够支撑高通信速率的物联技术来替代GPRS,以加速GSM频谱的重耕。

为此,在R14协议中,3GPP定义了NB-IoT性能增强特性,华为eRAN 13.1是基于R14协议的商用版本:

第一,七倍用户速率:上行峰值速率达157kbps,下行单用户峰值速率达102kbps,在单用户速率上具备全面替代GPRS应用的能力。

第二,两倍小区容量:单小区最大用户数可到8万以上,接近R13协议小区容量的2倍,为连接万物提供容量的有力支撑。

第三,两倍小区覆盖:华为独有的上行信道估计增强技术,增强小区的深度覆盖能力,降低运营商投资建网的成本。

第四,不依赖GPS的位置定位:终端无需集成GPS模块,定位精度可低至50米,耗电量和定位时延仅为GPS方案的一半,能更好的服务于资产跟踪、物流运输、宠物跟踪等应用场景。

低功耗蓝牙不只是功耗低,BLE的其它特性与技术你也需要了解

如今,科技发展迅猛,各种设备让世界变得更加智能。新技术的不断出现,不仅改进了现有技术,还创造了新的细分市场。蓝牙技术的进步使得智能蓝牙(低功耗蓝牙BLE)应运而生。按照蓝牙技术联盟(SIG)的定义,BLE是一种低功率、短距离、低数据速率的无线通信协议。BLE的分层协议栈能以低功耗高效传输少量数据,使其成为电池供电应用的首选无线协议,如需要定期提取和处理数据的低功耗传感器网络接口等。本文将重点介绍如何在数据变化不频繁的传感器应用中,有效地利用BLE维持低功耗无线运行。

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目前,全球正进入一个各种系统都需要采集和交换数据的物联网(IoT)时代。在传感器以无线方式连接,形成网络并实现设备间数据交换的物联网中,BLE发挥着至关重要的角色。主机设备可以是能够监测和控制所有网络节点的智能手机。此类物联网(IoT)应用包括日常活动追踪以及家庭自动化功能,如高效住宅照明、温度和湿度监测与控制、远程控制消费类电子设备等。

低功耗蓝牙的功率模式

如果传感器采用电池供电,功耗受限且必须持续很长时间的话, BLE将成为最佳连接选择。比如,一个测量温度及湿度的低功耗传感器, 其参数是缓慢变化的,此类传感器可以与能够处理并将数据传输到主机设备的BLE集成型处理器连接。BLE子系统的操作频率不高,例如每百毫秒一次,而且在其他时间处于低功耗模式。赛普拉斯PSoC 4 BLE等BLE型器件可提供多用户可配置的功耗模式,从而优化独立于处理器工作模式的BLE子系统(BLESS)的运行。使开发人员能够降低功耗,并使单块电池的使用寿命达到数年之久。

这五种系统功率模式分别为:主动、睡眠、深度睡眠、休眠和停止模式。三种BLESS功耗模式分别为主动、睡眠和深度睡眠模式。BLESS模式在系统功率为1.3微安的深度睡眠模式下始终启用。BLE子系统可以在BLESS Active模式下发送和接收数据。它能保持空闲状态,并在BLESS睡眠模式和深度睡眠模式下维持连接。这些功耗模式独立于系统的功耗模式,因此开发人员能够灵活地为系统和BLESS分别选择最高效的配置。在此基础上,我们可以建立一个电流需求极低、通常由纽扣电池供电的完整系统。

例如,1秒广播间隔的平均耗电量只有26微安。而1秒连接间隔的平均耗电量更低,只有17微安。更多有关功耗数值的详细信息以及如何配置和降低功耗,参见低功耗蓝牙应用的低功率设计与电池寿命估算。

传感器和低功耗蓝牙

传感器可以大致分为模拟和数字两种。典型的模拟传感器包括用于监测烟雾、气体、环境光线、人员感应等的传感器。数字传感器包括监测温度、湿度、压力、加速度等的传感器。当BLE子系统与应用处理器集成时,传感器可以采用多种不同的方式进行连接。例如,可以将模拟传感器馈送到前端具有电压输出器的SAR ADC。数字传感器无需进行模拟转换,因此可以通过任何通信接口(如I2C、SPI或单线接口)采集数据。集成的定时器、计数器、脉宽调制器和通用数字模块(UDB)均可用于实现自定义逻辑以进一步处理传感器数据。最终,经处理或所接收的数字数据可以通过BLE接口发送,并由内置BLE功能的手机或任何其他客户端设备进行监测。随着资源可用性和成本的不断变化,可选择不同系列的BLE集成处理器(如PSoC 4 BLE)以适应各种应用。

其他特性

1、高成本效益与兼容性

为了兼容传统蓝牙技术并实现小型电池供电设备的成本效益,通常有两种芯片组可供选择:

(1)具备低功耗蓝牙技术与传统蓝牙功能的双模技术。(2)纯低功耗蓝牙技术。

2、广播功能

相比传统蓝牙技术,低功耗蓝牙技术所增加的一项新功能就是“广播”功能。通过这项功能,从设备可以告知其需要向主设备发送数据。

3、稳定性、安全性与可靠性

低功耗蓝牙技术使用与传统蓝牙技术相同的自适应跳频技术,因而能确保低功耗蓝牙在“复杂”的射频环境下维持稳定的传输,比如在工业、医疗等应用中。值得一提的是,为了为了最大程度地减少使用AFH的成本与功耗,低功耗蓝牙技术已将通道数量从传统蓝牙技术的79个1兆赫兹宽通道减少至40个2兆赫兹的宽通道。

4、连接范围

低功耗蓝牙技术的调制与传统蓝牙技术略有不同,低功耗蓝牙的最大功率为10mwdb,它可以实现最远300米的连接范围。也就是说整个家居及楼宇范围都能覆盖,实现更加稳健且可靠的连接。

5、无线共存

蓝牙、WiFi、无线LAN、IEEE等无线技术均使用的是2.4GHz ISM频段,因此无线技术之间可能会因干扰而引起错误或重复传送(例如延迟时间增加和吞吐量减少等)的情形,所以在一些要求比较严格的环境下,可通过频率规划与特殊的的天线设计来减小干扰。由于传统蓝牙与低功耗蓝牙均使用AFH这项可以最大程度减少其他无线电技术干扰的技术,因此蓝牙传输具有出色的稳定性与可靠性,比如昇润科技的蓝牙4.2模块:HY-40R201I、HY-40R204I,均采用的是IPEX外接天线设计,这种天线设计优点是信号的方向指向性好,效率高,抗干扰能力强,能远离主板上的干扰,而且不用过多的进行调试匹配。

距离——调制指数的增加使低功耗蓝牙的最远距离可达到300米以上。

数据传输——低功耗蓝牙支持以1Mbps速度传输的极小数据包(蓝牙5通讯速度最高为2Mbps),在8个八位字节到27个八位字节之间。

跳频——低功耗蓝牙使用蓝牙技术通用的自适应跳频技术,将2.4GHz ISM频带内的其他技术干扰减至最小。高效的多路径优势增加了链路预算和有效的运行范围,同时也优化了功耗。

智能控制——低功耗蓝牙具有极具智能化的控制功能。主机可以长时间处于睡眠模式,并且只在主机需要执行时才会被唤醒。由于主机处理器的功耗一般高于低功耗蓝牙控制器,因而实现了最大程度的节能。

时延——低功耗蓝牙支持3毫秒内的连接设置与数据传输。因此,在短时突发通信中,应用可以在数毫秒内建立连接并且传输经过验证的数据,然后迅速断开连接。

拓扑结构——低功耗蓝牙在从属设备的每个数据包上使用32位访问地址,从而可以连接数十亿台设备。

稳定性——低功耗蓝牙在所有数据包上使用强大的24位CRC保证最佳的抗干扰能力。

安全性——使用CCM的完整AES-128加密技术提供强大的数据包加密与验证,确保通信的安全。

3000元以内“黑科技”投影,神画Q1深度评测

随着这几年智能投影行业逐渐走向成熟,用户的使用体验也越来越好,以前花5-6千买旗舰机所体验的效果,现在3千元的机器就能轻松实现。

根据京东调查,智能投影用户需求量最大的区间集中在3000元。今年,各大品牌纷纷推出3000元内新品。那么,在竞争如此激烈的3千元档投影中,我们该如何选择适合自己的呢?今天,笔者就为大家安利一款来自神画科技的新品:神画Q1,看看它是否是你的菜?

外观简约清新,百搭各种家居

作为一家老牌智能投影厂商,这些年来,神画不断的带给我们创新又好用的投影产品,特别是其先后发布的自动调焦、AR现实增强、隔空触控还有4D自动梯形校正等行业标杆性技术,可以说带动了整个投影行业的进步。神画Q1是一款定位3千元内的新品智能投影,除了超高颜值、超千流明亮度,还加载了旗舰机型神画F1的压轴绝技4D自动梯形校正,可谓是满满的亮点。

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纵观目前3千元价位的智能投影,虽然它们的整体性能和画面表现较以往提升了不少,但毕竟限于成本的问题,主机的材质还是多为塑料,廉价感明显,与旗舰机的质感有着一定的差距。

神画Q1则走着不一样的路线,它传承了神画F1的设计理念,将木质工艺与布艺完美融合,带给人一种简约清新且十分有个性的感觉。同时,也更容易融入到各种家居环境中。

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对于笔者来说,喜欢投影不只是因为它的震撼巨屏,更多的是它能随心所欲的移动,在任何场景都可以观看。而这点,传统的电视是无法做到的,它只能规规矩矩的放在一个地方。神画Q1尺寸为235×135×90mm,机身小巧的它,一只手就能轻松将其拿起,你只需将其接上电源,在客厅、书房、卧室甚至是办公室都能随时享受巨幕盛宴。

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从神画Q1的正面来看,我们能发现一大一小的两个镜头,其中像“大眼睛”一般的大镜头是整个机器的最核心部分,因为所有的画面显示最终将通过它呈现。而另一端的小镜头也很关键,神画引以为傲的自动调焦、4D自动梯形校正技术,都是通过它来实现的。

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神画Q1的底部采用原木色工艺设计,一体化表现还不错。此外,这里还设计有散热口、防滑脚垫还有一个通用的支架螺丝口,你可以搭配专属的支架或者三脚架使用,来应付各种使用场景。

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神画Q1背面的拓展接口设计有一个HDMI、一个USB 2.0、一个USB 3.0,以及3.5MM耳机接口,虽谈不上丰富,但也足够日常使用。

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在神画Q1背面的左侧有一个开关按键,按键3秒以内为开机,此外,它还贴心的在按键上设置了指示灯,红灯为通电未开机,绿灯则为机器开启状态。

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4D自动梯形校正技术强势普及

梯形校正是投影产品的一大痛点,尤其是自动梯形校正技术,更是行业内多年来无法突破的瓶颈。今年初,神画发布的旗舰投影F1就实现了上下左右4D自动梯形校正技术,这在行业中又是一次质的飞跃,这一次,3000元以内定价的神画Q1也继承了这一功能,确实很让人兴奋。而在实际体验中,虽然有一些小瑕疵,但整体体验还是相当好的,在沙发旁边、床头柜上侧着一放,投屏画面就能自动进行校正,还是很神奇的。

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1000ANSI流明+纯正色彩

两三年前,如果智能投影有个500ANSI流明就已经算很厉害了,在晚上关灯其实也够用,但缺点就是低亮度的投影不能见光,凡是开灯或者白天使用基本上无法观看。随着技术的进步,现在的智能投影亮度普遍提升了很多,虽然还不能跟传统投影机相比,但现在中高端机型标配个1000ANSI流明还是很容易的。神画Q1的亮度就达到了1000ANSI流明,物理分辨率也有1280X800,再加上DLP显示技术,画面表现竟然比笔者手中另外一款同价位的1080P还好。下面笔者就通过实拍图给大家分析吧!

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首先,笔者直接挑战了投影最惧怕的外界光源,测试环境为白天拉开窗帘,由于当时是下午4点左右,外界光线相对较弱,我还另外增加了开灯的极端条件,通过实测下来神画Q1除了整体画面白了一点点,其他基本影响不大,画面效果也能很好的呈现,完全不会影响到正常观看。

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笔者体验过不少投影,偏色现象是普遍的存在,不过,这也不好去衡量,因为每家厂商的调色方案都不同,用户对色彩的喜爱也有出入,也许有人喜欢饱和度高的,有人喜欢偏冷色调的。所以,这里笔者就不发表观点了,用两张实拍测试图,让大家去衡量吧!

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投影就跟看电影一样,主要还是在黑暗环境中使用,下面笔者就放一些在全黑环境下,神画Q1的实际表现。

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通过实拍图片,大家应该对神画Q1的实际表现有所了解了吧!笔者认为,得益于1000ANSI流明的高亮度和1280X800的物理分辨率,整体的色彩饱和度、对比度都能不错的展现出来,神画Q1在全黑场景下的表现力,完全不亚于拥有多年技术沉淀的液晶电视。

 搭载crossroads音响 音质上乘

神画Q1的创新性的外观设计让我看到了个性和与众不同,特别是大面积的布艺设计,除了对整体外观的考量,我想另一层意义应该是让音响效果发挥的更为极致。经过实测,搭载crossroads音响的神画Q1的声音表现力、声场的张力都要好于同级别投影产品。

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 隔空触控2.0 操作更随性自由

隔空触控,是神画投影产品的专有特色之一,它能让遥控器化身“飞鼠”一般去隔空操控屏幕,特别是在输入字母时,光标能更快速更精准的达到你所想要的位置。不过,大部分APP依然沿用传统按键操控无法适配隔空触控,所以这次神画Q1的遥控器还增加了传统按键操控,你喜欢哪一种操控方式,任君选择。

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自动调焦+动态聚焦调节

如果你使用过传统投影机,你一定会知道画面调焦是一件多么痛苦的事,投影稍微移动,就要手动调焦一次,十分的繁琐。作为行业内的技术控,神画早在全系产品中普及了自动调焦技术,如今技术已经是相当的成熟了,从Q1上也能看见成果,不仅自适应场景自动调焦,而且还加入了聚焦调节功能,一举解决了智能投影普遍“热失焦”的痛点。

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配置出众 系统可玩性高

神画Q1搭载了AmlogicT968强劲内核,再加上2G+16G的存储组合,能在保证足够的流畅度同时处理多项任务,此外,全新的PIQS 5.0操作系统,也是颇具亮点,简洁的UI风格,界面熟悉且操作易上手。

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内容的话,神画Q1内置就有丰富的影视剧、综艺节目、少儿节目等资源,大致包含了腾讯、搜狐、CIBN等多个一线平台的内容,满足用户的日常观影需求完全没有问题。此外

,你还可以借助第三方APP、手机投屏、外接其他拓展设备来实现更丰富的内容与玩法。总之,日常追你喜欢的影视剧、节目没有压力。笔者在神画Q1投射的近百寸巨幕上看儿时最爱的动画片《足球小将》重制版,那份感动也让人激动不已,十分期待在Q1上观看不久后的世界杯。

作为一款全新的家庭娱乐终端,神画Q1还要满足家庭成员的各种需求,比如用手机投屏照片,与家人一起分享快乐。亦或是连上家用主机在超大的屏幕上玩玩3A游戏大作,那效果也是相当震撼的。

 量身定制配件 高品质有份量

最后再说说神画的贴心之处,就笔者了解,神画几乎推出的每一款投影产品都会适配一个定制的小支架,从美玫、TT、F1上都能看出来。这一次,神画Q1也配备了一个金属支架,质量绝对好于那些廉价的简易支架,而且调节非常方便,轻轻转动投影,即可完成多角度的调节,不用反复松紧螺丝,实用性相当高。当然了,这个支架是需要另外购买的哈。

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总    结

在3千元智能投影竞争激烈的今天,带着亮度1000ANSI流明以及4D自动梯形校正、隔空触控等黑科技入局的神画Q1,无疑对行业的冲击很大,往后各厂商之间的竞争也会越演越烈。但这对于消费者来说是一件好事,大家以后会买到品质更高、更具性价比的投影产品。 就目前来看,神画Q1仅凭领先业内的4D自动梯形校正“黑科技”,就有着很大的优势,再加上亮度达到了1000ANSI流明,1280X800物理分辨率,让人惊喜的音响效果,这都凸显了其超高的性价比。

寒武纪国内首款云端芯片有多厉害?这篇文章带你详细了解它

5月3日下午,寒武纪科技在上海正式对外发布了两款全新产品:全国首款云端智能芯片Cambricon MLU100和寒武纪1M终端智能处理器IP产品。这标志着寒武纪已成为中国第一家,也是世界上少数几家同时拥有终端和云端智能处理器产品的商业公司。

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等效理论峰值速度可达每秒166.4万亿次定点运算

首次正式亮相的Cambricon MLU100云端智能芯片成了发布会的焦点。所谓云端,虽然普通消费者并不直接接触,但我们平时刷微博看微信,都是从云端推送的。该芯片可在平衡模式(1GHz主频)和高性能模式(1.3GHz主频)下工作,平衡模式下的等效理论峰值速度达每秒128万亿次定点运算,高性能模式下的等效理论峰值速度更可达每秒166.4万亿次定点运算,但典型板级功耗仅为80瓦,峰值功耗不超过110瓦。解放日报·上观新闻记者从一些公开的报道看到,一家专业做显卡的公司,其芯片运算速度达每秒120万亿次定点运算时,对应的功耗需要250瓦到300瓦。此次寒武纪发布的云端智能芯片不仅速度快,而且功耗低。

MLU100云端芯片仍然延续了寒武纪产品一贯出色的通用性,可支持各类深度学习和经典机器学习算法,充分满足视觉、语音、自然语言处理、经典数据挖掘等领域复杂场景下的云端智能处理需求。寒武纪在技术上贯彻“端云协作”的理念,这次发布的MLU100云端芯片,不仅可独立完成各种复杂的云端智能任务,更可以与寒武纪1A/1H/1M系列终端处理器完美适配,让终端和云端在统一的智能生态基础上协同完成复杂的智能处理任务。MLU100的板卡(即搭载芯片的集成电路板)外形设计灵感来自于寒武纪地质时代的远古海洋生物三叶虫,以黑色、蓝色为主色调,简洁而富有科技感。

寒武纪公司创始人兼CEO陈天石博士介绍,寒武纪在2016年推出了全球第一款商用终端智能处理器IP产品,已经应用于千万级用户的智能终端中(包括华为Mate10、P20和荣耀10等手机),可以用于人脸、语音识别和自然语言识别,但并不局限于此。在这之前,要想在终端上实现人脸和语音识别功能,只能借助CPU(通用处理器),这样计算力就不强。说到终端,其实我们并不陌生,手机、电脑和摄像头等消费者可以直接接触到的产品,都可视为终端。就拿手机来说吧,一般里面有一个大的芯片,这个芯片又由许多模块组成。当我们打电话时,使用的是DSP模块,上网用的是MODEM模块,看图片用的是GPU模块。

这次最新发布的寒武纪1M终端智能处理器是公司的第三代IP产品,在计算力上达到了一个新高度,其效能比达到每瓦5万亿次运算。此外,该处理器可以提供三种规模的处理器核(2Tops/4Tops/8Tops),以满足不同应用场景下不同量级的智能处理需求,并可通过多核互联进一步提高性能。寒武纪1M处理器延续了前两代IP产品卓越的完备性,单个处理器核即可支持多样化的深度学习模型,并更进一步支持经典机器学习算法。由于人工智能计算量十分庞大,以前只有在云端才可以进行训练,这也是业界第一款支持本地训练的处理器,为视觉、语音、自然语言处理以及各类经典的机器学习任务提供了灵活高效的计算平台,将广泛应用于智能手机、智能音箱、智能摄像头、智能驾驶等不同领域当中。
要让全世界用上智能处理器,而不是停留在论文上

寒武纪的创始团队来自学术界,陈天石博士是中科院计算所的教授和博士生导师。据介绍,在过去十年的基础学术研究中,寒武纪与国际同行紧密合作,为国际学术界和工业界同仁们奉献了一系列人工智能与处理器架构交叉研究的新思想。2013年前后,陈天石博士作为主要参与者,与中科院计算所和法国国家信息与自动化研究所的同事们一道见证了DianNao系列深度学习处理器架构在国际学术界引起的轰动性效应,该系列学术论文得到哈佛、斯坦福、麻省理工、普林斯顿、英特尔、谷歌等顶尖国际机构的高频次学术引用,成为诸多国际顶尖大学处理器架构教学的重要资料,成为全世界每一家智能芯片设计公司无法忽略的参照。

“如何让普通民众也能受益于这样的创新思想?” 陈天石博士说,他走出实验室创立寒武纪,就是要让全世界都能用上智能处理器,而不是让思想停留在论文上。一花独放不是春,万紫千红春满园。寒武纪在成立之初就延续了学术界开放、协作的精神,以处理器IP授权的形式与全世界同行共享公司最新的技术成果,帮助全球客户能够快速设计和生产具备人工智能处理能力的芯片产品。

在发布会上,寒武纪的部分产业伙伴公开展示了基于寒武纪芯片的应用方案。联想集团推出了国内首款搭载寒武纪MLU100智能处理卡的服务器平台ThinkSystem SR650,打破了37项服务器基准测试的世界记录。中科曙光同步推出了基于MLU100智能处理卡的服务器产品系列“PHANERON”,可以支持2-10块寒武纪MLU处理卡,灵活应对不同的智能应用负载,典型场景下的能效提升30倍以上。科大讯飞公司披露了与寒武纪芯片的深度合作研发项目。据介绍,一小时的语音数据在一个传统处理器上进行智能应用处理,需要一万小时才能完成,而科大讯飞于发布会上披露的测试结果表明,寒武纪的智能处理器在语音智能处理上交出了优异的答卷,能耗效率领先竞争对手的云端GPU方案达5倍以上。寒武纪智能处理器的强大处理能力使得手机本地端可以处理更加复杂的机器学习算法,使得语音本地识别准确率相对于传统处理器领先了9.8%,显著提高了用户体验。
云端智能芯片,上海智慧的结晶

在寒武纪公司的官网上,有这样一句话——智能的“寒武纪”时代,引领人工智能大爆发。这正是年仅33岁的陈天石博士的创业理想。寒武纪一词来自地质年代的名称,距今5.41至4.88亿年前,寒武纪生命大爆发是一次里程碑事件,深刻影响了地球生命史的发展,开启了通向现代生物多样性的征程。

寒武纪于2016年4月在上海临港落地,目前芯片研发人员已达百人规模,在临港和张江分别设有办公室,并依托上海脑智工程设立了院士工作站开展前瞻学术研究。寒武纪科技是全球第一个成功流片并拥有成熟产品的智能芯片公司,拥有终端和服务器两条产品线。早在2016年,寒武纪推出了世界首款商用深度学习专用处理器,面向智能手机、安防监控、可穿戴设备、无人机和智能驾驶等各类终端设备,在运行主流智能算法时性能功耗比全面超越CPU和GPU,与特斯拉增强型自动辅助驾驶、IBM Watson等国内外新兴信息技术的杰出代表同时入选第三届世界互联网大会评选的十五项“世界互联网领先科技成果”。

2017年,寒武纪科技完成A轮融资(投资者包括国投创业、阿里巴巴、联想创投、国科投资、中科图灵、元禾原点、涌铧投资),成为全球智能芯片领域首个独角兽初创公司。

浦东新区区委常委、临港管委会党组书记、常务副主任陈杰在发布会上说,寒武纪选择临港,可以说是天作之合,与临港的产业定位高度吻合。当前,临港面向2035年的发展定位已经明确。围绕上海科创中心的主体承载区和国际智造城的目标,临港正在着力打造“2+3+4”产业体系,而人工智能首当其冲。“MLU100云端智能芯片是寒武纪历时近2年研发的成果,是上海智慧的结晶。未来寒武纪将继续依托上海集成电路和人工智能行业的人才集聚、产业集聚的优势,力争为世界智能产业打造先进的基础芯片技术和产品。”陈天石说。

安防盘点:那些令人毛骨悚然的智能追踪技术

除非你住在没有电、与世隔绝的地方,否则你喜欢的、不喜欢的、身体位置、朋友、家人以及个人信息都可能被世界上最强大的公司所追踪。虽然科幻小说在几十年前就预言了这种疯狂,但很少有人去顾忌大众对这种“总是处于被追踪”状态的反应。

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事实上,从手机摄像头到智能电视再到你的DNA,可能都被从未谋面的人操纵着,被政府监视着,或被用于定向广告等。下面就让我们了解下那些令人毛骨悚然的追踪技术:

美国国家安全局(NSA)可以在妈妈收到你的电子邮件之前阅读内容。2013年爱德华·斯诺登(EdwardSnowden)向公众披露了NSA的Prism和Upstream项目,引起隐私权倡导者的强烈反对。其中,Prism收集人们使用电子邮件和视频聊天等数字服务发送的信息,而Upstream则是信息在网络空间传输过程中就被大规模截留以进行研究分析。据称,Prism和Upstream创建的目的是暗中监视非美国公民的在线通信,但它们“顺便”也监视美国人,比如你在埃及通过Skype与朋友通话。他们也经常拦截美国的普通网络流量。

人们可以通过笔记本电脑监视你。据说Facebook首席执行官马克·扎克伯格(MarkZuckerberg)会将自己笔记本电脑上的摄像头用胶带遮起来,以防有人窥视。不可否认,大多数人都不是扎克伯格那样的名人,所以没有数十亿追随者试图侵入你的摄像头。但DigitalSpy指出,无辜的人正被偷窥狂偷窥,他们还将视频上传到令人毛骨悚然的网站。同样值得注意的是,黑客们也可以侵入你的手机摄像头,NSA尤其擅长窃听iPhone摄像头。

智能音箱不仅仅是听从指令……亚马逊智能助手Alexa就像我们真正的朋友,她极富耐心,专心倾听你的问题,知道所有答案,并记住你说过的每一句话,这都很好。然而,正如《连线》杂志所指出的,像AmazonEcho和谷歌Home这样的智能家居设备可以保存你的对话。一旦被“唤醒”,这些设备就可以记录下你与它们之间的任何对话,并将音频片段归档到位于遥远国度的云服务器上。好消息是,你可以随时跟踪和删除这些文件。然而,这些设备使用了被称为“嗅探器算法”的东西,可以在你的声音中搜寻“触发词”,表明你对特定话题的兴趣增加了。这样,亚马逊就可以更有针对性地卖东西给你。

你以为谷歌没有保存你所有的搜索?这应该是显而易见的。在过去几十年里,我们始终在问谷歌问题,并在这个过程中分享了无数令人尴尬的个人事实。当然,Facebook可能在监视你的喜好,但谷歌却可能知道你大腿上有个奇怪的肿块。谷歌知道你查了关于姻亲提供的建议,知道你得问问辛辛那提这个词怎么拼。它知道你所有奇怪的查询,你的政治倾向,你对糟糕浪漫的痴迷,最令人震惊的是,谷歌保存了你在任何设备上进行搜索的所有详细记录。但请注意,谷歌只记录了登陆谷歌或Gmail帐户的搜索,但是Gmail用户通常总是处于登录状态。

智能电视有点儿太聪明了!如果你买了豪华的三星智能电视,它不仅可捕捉语音录音,还会将其寄给第三方以为了提高其识别软件。此外,无论你在电视周围说什么,都可能被捕获记录并被发送走。想象下,电视正在无意识情况下对每个人的秘密进行刺探。CIA和军情五处曾共同开发名为“哭泣天使”(WeepingAngel)的应用,可以让三星电视在录音时显示关机状态。前CIA局长曾向美国民众保证,这类工具永远不会被用来对付美国公民,但“世界上许多坏人都有三星电视”。

中国的物联网 “芯片”,准备好了吗?

4月17日美国政府的商务部宣布对中兴的制裁决定,禁止美国公司向中兴通讯销售零部件、软件、技术与商品7年,有效期到2025年3月13日。

随后Intel、高通、AMD等科技巨头将执行这一决定;因为不掌控高端芯片和核心技术、依赖进口,中兴被人卡了脖子,年收入1088亿元的全球第四大通信设备企业会进入“休克“状态,近8万中兴员工会面临失业。

让人唏嘘的是已退休2年创始人侯为贵在76岁高龄被迫再度出山,拯救企业于危难。

冷静的说,摧毁中兴的表面看是美国商务部一纸决定,背后却是企业自身致命弱点,这一弱点在中国科技产业领域非常普遍,中兴被制裁事件出现后,中兴、以及信息通信业关联股价持续大跌,如下图1和表1。

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图1 中兴通讯美股股价受事件影响大跌

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表1 中兴关联信息通信业股价波动

中国信息通信业长期以来“缺芯少魂“问题浮出水平,从中兴单企业问题扩散到全行业危机反思,并在中美贸易争端、政府科技决策、公众利益关注、资本转向等领域带来连锁反应。

在物联网领域,中国的NB-IoT经过1年的准备,正处于蓬勃发展阶段,业务发展大幅领先其他国家和竞争对手,是否也存在“芯病”隐患?

一、芯片对于NB-IOT到底有多重要

未来三年将是国内NB-IoT大发展年,预计在2018年全国将建成超80万NB-IoT基站,实现超6000万NB-IoT连接;决定NB-IoT规模普及的是NB-IoT模组性能与成本优势。

目前看,NB-IoT “广域覆盖、低功耗、海量连接”性能优势在商业项目中已经得到很好验证,但低成本特性却体现不充分。为此中国电信进行2亿元模组补贴,并进行了50万模组集采招标,将NB-IoT价格拉低36元上下,逐渐逼近2G模组价位水平。

模组成本的40-50%是芯片,模组成本下降意味着芯片补贴带动成本下降,在模组成本下降的2017年第四季度,同期华为NB-IoT boudica芯片出货量超千万。

NB-IoT芯片负责NB-IoT蜂窝物联信号的接收、处理和数据保存等功能,可以说在NB-IoT产业中,芯片是NB-IoT发展的关键要素,谁捏住了芯片牛鼻子,谁就掌握了产业话语权。下图是芯片/模组成本走势与NB-IoT发展关系。

wl2018042703图2:NB-IoT芯片/模组成本下降带动业务规模发展

如图示,芯片/模组价格下降,NB-IoT模组出货量随之上量, 2017Q4当模组成本接近30元,中国电信NB-IoT项目告别缓慢发展通道,进入快车道,出现了十万级的NB-IoT水表、数十万的共享单车应用、百万级的NB-IoT牛联网等广域低功耗物联应用。

二、中国NB-IOT芯片是否存在“芯病”

从中兴董事长殷一民的4月20日新闻发布会说明看,中兴并不是没有自己芯片,真实情况是中兴核心零部件大量使用自己研发设计的专用芯片,被卡脖子的是大量外购的通用器件,这些通用器件包括CPU,DSP,FPGA,存储器等。国际上通用芯片的代表企业如下表2:

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表2 通用芯片主流企业分布

从上表2可以看出,通用芯片基本上被老牌的欧、美、日、韩等科技巨头垄断。NB-IoT基带芯片中的CPU处理器、信道编码器、DSP、调制解调器、接口模块等也大多数使用上述科技巨头芯片。下表是NB-IoT 基带芯片TOP 10企业,及其通用芯片CPU的统计

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表3  TOP10  NB-IoT通信芯片采用情况

从上表3可以看出,全球NB-IOT芯片企业除了高通、intel中兴微电子、小米等4家企业采自研CPU通用芯片技术之外,其他6家芯片企业均采用通用ARM芯片技术。

既包括挪威Nordic半导体、法国Sequans、加拿大Riot Micro,也包括国内华为海思,联发科、RDA等企业;在移动通信领域,ARM芯片技术几乎成为便携式、物联网终端芯片的标配,2016年7月ARM被日本软银以320亿美元收购,全球普及极广的ARM技术架构被日本企业掌控。

国内NB-IoT还处于高速发展阶段,NB-IoT芯片近1年才陆续面世,由于不掌握充分信息,还很难判断我国NB-IoT是否真正存在“芯病”,但从TOP10芯片企业大量采用ARM技术和芯片现状来看,这种隐忧是存在的。

中兴事件出现后,NB-IoT芯片出货量越大,集成ARM技术和芯片越多,越有风险;建议国内NB-IoT芯片巨头,保持警惕性,在5G万物互联时代到来之际,抓住弯道超车机遇,强化物联网底层芯片核心技术研发,朝着芯片技术顶端迈进,即使近期不能掌控主导权,近期也不能在技术冲突中太被动。

三、结论和展望

中兴事件对中国科技界的震动是巨大的,大量采用国际通用芯片是个行业普遍现象,如果因为外国法律禁止中国企业集成国外通用芯片导致企业经营崩溃,这不是中兴个案,而是涉及成千上万的科技企业,为什么科技企业普遍的大量外购通用芯片?

主要有两方面考虑:一是通用芯片研发生产特点决定的。芯片投入规模比较大,系统复杂,周期长、风险大,不是一般企业可以承受的。投入大,在NB-IoT领域,一款NB-IoT芯片要花几个亿,如果芯片不能销售数千万片,就会亏钱,产量大的研发分摊薄,产量小的研发分摊巨高,芯片不卖上几千万颗就是亏钱。

周期长,比如芯片从研发到销售,先后经历设计、系统开发与原型验证、芯片制版流片、圆片加工、晶圆测试、封装等十余个环节,每个环节又分为数十个细节,任何一个细节考虑不到或者出错,都有可能导致投片失败;充满了不确定性,可能导致时间拖延,一个成熟芯片研发,可能需要多次的投片验证,工序多达5000个,周期一般在3-5个月。

二是经济上考虑,企业投身通用芯片研发经济上也不合算,从效益化的理性分析看,能买到便宜实惠的,为什么要自己化大价钱从零起步?市场上销售的通用芯片不仅成熟,并且在摩尔定律的驱使下,芯片的性价比大幅提升,拿来就用很合算。

新兴企业另起炉灶,挤进高门槛,寡头垄断通用芯片领域,即使获得一定生存空间,但很快感受到技术进步压力,在人家赛道上与Intel、高通、AMD、三星等巨头贴身肉搏,胜算极小。

中国科技企业是不是没有出路?不见得。

每一次科技浪潮出现均诞生新一批科技巨头,新一代物联网技术NB-IoT、eMTC、5G 车联网、边缘计算出现,给中国科技企业提供了换道超车的机会。

国内NB-IoT还处于起步发展阶段,“芯病”问题并不凸显,沿着既有芯片发展轨道,惯性发展,没有突围期望。

国内很多科技企业在新的5G万物互联浪潮中新机遇,围绕核心技术和芯片掌控力提升这一目标,不论是投入巨资自研,还是开展投资并购,掌握产业链高端技术积极布局。比如小米、中天微、华为、中兴、阿里开始研发和应用自己NB-I0T芯片。长期看NB-IoT国内发展没有什么不可以剔除的“芯病”。

显示大潮的异类玩家 Micro LED开启LED新纪元

从2016年下半年开始,Micro LED的概念就风声水起,在前不久结束的CES2018上,三星146英寸的模块化Micro LED电视又出尽风头,与传统的LCD电视相比,无论是亮度、对比度还是色彩饱和度,都有了可观的改进。而苹果公司更是早在2014年就花大价钱收购了Micro LED研发公司LuxVue,进行技术储备、提升专利和研发能力。尽管目前并没有任何消费电子产品采用该技术,但苹果仍然希望能够从中找到突破口,一举一动也是非常引人瞩目。