HoloLens Hpu芯片有什么不同

眾所周知，微軟的HoloLens設(shè)備加入了HPU芯片，這個(gè)芯片跟普通的GPU到底有什么不同。

HoloLens與HPU

如今，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)斗力探測(cè)的AI + AR技術(shù)已經(jīng)不再為賽亞人所獨(dú)有，地球人也擁有了這項(xiàng)技術(shù)!

例如，微軟的HoloLens在已公布的AI + AR設(shè)備中可謂佼佼者，憑借微軟的金字招牌以及酷炫的演示動(dòng)畫(huà)吸引了無(wú)數(shù)科技愛(ài)好者的眼球。

目前，用于AI/AR的處理器架構(gòu)該如何設(shè)計(jì)仍然處于探索階段，Intel想借機(jī)推自己基于CPU的方案，Nvidia想利用GPU彎道超車，而Qualcomm也拼接Snapdragon平臺(tái)在一邊虎視眈眈。

在今年的商用芯片峰會(huì)HotChips上，微軟公布了應(yīng)用在HoloLens中的處理器芯片(HoloLens Processing Unit, HPU)。

HPU的架構(gòu)和CPU以及GPU都不相同，可謂是開(kāi)創(chuàng)了AI / AR領(lǐng)域芯片的新范式。

我們采訪了UCLA從事人工智能芯片和硬件研究的Li Du,Yuan Du以及Yilei Li博士，接下來(lái)將詳細(xì)分析HPU芯片架構(gòu)并展望未來(lái)AI/AR芯片設(shè)計(jì)中的范式轉(zhuǎn)換。

HoloLens 可以實(shí)現(xiàn)眾多 AI/AR 應(yīng)用

微軟公布的HoloLens系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示。就在絕大多數(shù)移動(dòng)設(shè)備的處理器都基于ARM結(jié)構(gòu)的今天。

HoloLens的主處理器使用的仍然是Intel的Cherry Trail SoC(包括CPU與集成的 GPU)，讓人感嘆維持了二十余年的Wintel聯(lián)盟堅(jiān)不可破。

微軟最新公布的 HPU 也可以在圖上看到，HPU嚴(yán)格來(lái)說(shuō)是一款協(xié)處理器，其作用是協(xié)助主處理器加速運(yùn)算一些專門(mén)的運(yùn)算(如用于CV的矩陣運(yùn)算，用于CNN的卷積運(yùn)算等)。

在 UCLA 有多年異構(gòu)運(yùn)算與互聯(lián)研究經(jīng)驗(yàn)的Yuan Du博士表示，「由于CPU必須要考慮通用性而無(wú)法對(duì)一些AR/VR運(yùn)算進(jìn)行優(yōu)化。

因此在應(yīng)用場(chǎng)景中會(huì)大量遇到的專門(mén)運(yùn)算如果都交給CPU做會(huì)使系統(tǒng)的整體性能變得很差，于是我們需要設(shè)計(jì)一款專用的加速器來(lái)協(xié)助加速這些運(yùn)算，微軟在這里的加速器就是HPU。

HPU通過(guò)PCIe高速接口與主處理器所在的SoC通信，不過(guò)PCIe的功耗其實(shí)是比較大的，未來(lái)可望會(huì)用上更先進(jìn)的互聯(lián)技術(shù)。」

微軟公布的HPU處理能力達(dá)到每秒1T(10^12)次像素運(yùn)算，功耗則小于4W。

HPU能夠融合來(lái)自5個(gè)攝像頭、一個(gè)深度傳感器以及運(yùn)動(dòng)傳感器的輸入信息，將信息壓縮并傳送到主處理器。

此外HPU還能實(shí)現(xiàn)AI手勢(shì)識(shí)別。據(jù)說(shuō)微軟曾評(píng)估了來(lái)自于各大廠商的商用芯片，卻沒(méi)有找到任何一款產(chǎn)品能滿足系統(tǒng)算法對(duì)性能的要求。

這款微軟自己開(kāi)發(fā)的HPU是采用臺(tái)積電28nm工藝，內(nèi)含24顆可重配置的Tensilica字信號(hào)處理器(DSP)核心以及高達(dá)8MB的Cache除此以外，還有專用加速器用于給各類專門(mén)任務(wù)加速。

HoloLens 系統(tǒng)架構(gòu)，HPU 與顯示設(shè)備緊密耦合并且和主處理器 Intel Cherry Trail SoC 由高速 PCIe 接口互聯(lián)