边缘人工智能芯片大放异彩

相信每个人可能都经历过这样一种挫败感——当你拿起手机调出语音转文字功能口述一封邮件时，却发现手机并未联网，无法使用这一功能。现在，随着新一代边缘人工智能芯片的问世，人工智能可直接嵌入各类设备当中，将大大减少这种令人挫败的情况发生。

我们预测，2020年边缘人工智能芯片——执行或加速设备内，而非远程数据中心的机器学习任务的芯片或芯片部件——销量将超过7.5亿片，创造26亿美元的收入。这一数据是德勤2017年预测3亿片边缘人工智能芯片销量的两倍以上，三年复合年均增长率高达36%。此外，我们还预测边缘人工智能芯片市场将继续加速发展，增长速度将超过芯片市场整体平均水平。至2024年，边缘人工智能芯片销量预计将超过——甚至可能远远超过——15亿片，年销量增长率将达到至少20%，是半导体行业整体长期预测9%的复合年均增长率的两倍以上。

这些边缘人工智能芯片很大可能将流向数量日益增长的消费级设备，如高端智能手机、平板电脑、智能音箱及可穿戴设备等，同时亦将应用于多个企业市场——机器人、摄像头、传感器及其他物联网设备。两者均是十分重要的市场。消费级边缘人工智能芯片市场规模远大于企业市场，但其增长速度可能相对较慢，2020至2024年的复合年均增长率预计将为18%。

企业级边缘人工智能芯片市场发展时间虽然较短，直到2017年才出现首个商用企业级边缘人工智能芯片，但增长速度更快，同一时段的复合年均增长率预测将高达50%。

至2024年，边缘人工智能芯片销量预计将超过15亿片，甚至可能远远超过这一数据，年销量增长率将达到至少20%，是半导体行业整体长期预测9%的复合年均增长率的两倍以上。

无所不在：人工智能计算的广泛覆盖

直至最近，人工智能计算几乎都只能通过数据中心、企业核心设备或电信边缘处理器远程完成，而非设备本身。原因在于，人工智能计算极度占用处理器资源，需要成百上千个不同类型的（传统）芯片来执行运算。而硬件的体积、成本及耗用功率决定了人工智能计算阵列不可能被放置于任何比手提箱还小的容器中。

如今，边缘人工智能芯片彻底改变了这种局面。边缘人工智能芯片体积更小，成本更低，耗用功率更少，产生的热量更少，能够集成于智能手机等手持设备以及机器人等非消费级设备，使这些设备自身能够执行处理器密集型人工智能计算，从而减少或消除了将大量数据发送至远程位置的需要，极大提升了设备的可用性和速度，以及数据的安全性和保密性。

当然，并非所有的人工智能计算都必须通过设备完成。对部分应用程序而言，将数据发送至远程人工智能计算阵列进行处理可能合乎需要，甚至是更优选择——比如当数据量远远超出设备边缘人工智能芯片的处理能力的时候。实际上，大多数时候人工智能计算均将采用混合方式：一部分由设备自身执行，另一部分通过云完成。任何情况下的优先组合方式均将取决于需要完成的人工智能计算类型。

在这里解释一下“电信边缘”的含义。电信边缘计算——图2所描述的“远边缘网络”——指由微型数据中心执行的计算，这些微型数据中心位置尽可能与客户相近，位于电信公司的土地上，由电信公司所有和运营。它们目前采用与数据中心相似的人工智能芯片（体积大、成本高、功耗大），但随着时间的推移可能会开始装备本章所讨论的部分同类型边缘人工智能芯片（消费级或企业级）。但是与边缘设备计算不同，电信边缘计算所使用的芯片位于电信公司网络而非实际终端设备的边缘。此外，并非所有电信边缘计算都属于人工智能智能计算。

据行业分析，2020年电信边缘计算市场（包括人工智能的所有类型计算）的收入将达到210亿美元，相比2019年的增长率将超过100%，同时2021年该市场预计还将以超过50%的增速继续增长。这一市场各类别的精确细分并未向公众公开，但分析认为，2020年其人工智能部分预计依然处于刚刚起步的阶段，收入规模不会超过10亿美元，在电信边缘计算支出总额中的占比亦不会超过5%。

消费级边缘人工智能：

价格亦可亲民

2020年，无论在销售数量和销售额方面，消费级设备市场均将占整个边缘人工智能芯片市场超过九成的份额。这些边缘人工智能芯片绝大部分将流向高端智能手机，当前在用的所有消费级边缘人工智能芯片中超过70%均用于智能手机。这意味着在2020年及未来数年，人工智能芯片的发展将主要由智能手机推动——智能手机的销量以及采用边缘人工智能芯片的比例均会影响人工智能芯片的增长。销量方面的趋势较为乐观。在经历了2019年的低迷增长后（销量同比下降了2.5%），2020年智能手机销量有望达到15.6亿部，与2018年销量基本持平，增长2.8%。我们认为，2020年智能手机市场将有超过三分之一的手机配备边缘人工智能芯片。

采用边缘人工智能芯片的设备并非只有智能手机，其他设备如平板电脑、可穿戴设备及智能音箱等亦将配备这种芯片（图3）。短期内，这些非智能手机设备对边缘人工智能芯片销量的影响远不及智能手机，原因是设备的市场没有增长（如平板电脑），或是市场规模过小，难以产生实质性影响（如2020年智能音箱和可穿戴设备的整体销量预计仅达到1.25亿台）。然而，许多可穿戴设备和智能音箱均依赖边缘人工智能芯片，因此其渗透率已经是较高水平。

边缘人工智能芯片绝大部分将流向高端智能手机，当前在用的所有消费级边缘人工智能芯片中超过70%均用于智能手机。

智能手机边缘人工智能芯片的经济分析

目前，仅价格最高的智能手机——即价格分布中排名前三分之一的手机——才可能配备边缘人工智能芯片。尽管如此，部分价格低于1,000美元的手机亦配备了人工智能。一些由中国企业制造、配备人工智能的手机，如小米9等，在西方国家的售价甚至低于500美元。此外，如下文所述，智能手机配备人工智能芯片并不意味着其价格会令消费者望而却步。

（编辑：52站长网）

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