2.3.1　嘉楠：从云端智能到边缘智能，扩建可信价值网络

随着科技的发展、产业的进步，大量的数据需要采集，数据量和计算量都将极为庞大。芯片的计算能力、硬件的存储能力都存在物理极限，但数据是没有边界的。数据既是生产要素，也是人工智能的重要基础，要想应对好数据爆炸带来的冲击，充分发挥其时代价值，需要思考如下三个关键问题。

第一，如何构建庞大的算力基础设施来应对巨大的计算量。

第二，如何从硬件层面提高人工智能芯片的计算能力。

第三，如何优化当下的计算模式，使其具备更高的安全性与效率。

（1）区块链超级计算芯片提供算力基础

区块链的发展促进了我国ASIC芯片研发能力的大幅度提升，我国区块链ASIC芯片已达到了阶段性的领先地位。ASIC芯片与GPU、FPGA等通用芯片技术不同，是一种为专门目的而设计的集成电路，在量产时具备更低功耗、更低成本、更高性能等优点。专用芯片虽然不能像通用芯片一样，一个芯片能处理很多事情，但在一些数据量、计算量极其庞大的场景下，我们必须选择使用更强的能力来换取通用性。图2-1所示是一台由嘉楠科技研发的区块链超级计算设备，目前其有效算力可达到普通笔记本电脑的数万倍。

图2-1　区块链超级计算设备

当前，区块链超级计算设备主要用于公链系统的共识维护，即常说的全网记账过程。接下来超算设备有两条路要走：第一，在海量数据下实现加密、解密过程的加速计算，以提高共识出块的速度；第二，共享闲置、落后设备的有效算力，支持人工智能的模型训练，以最大化利用资源。要想实现这两个目的，需要在芯片最初的设计过程中就加入相应的模块，这对芯片公司而言是巨大的挑战。未来，算力将是一切计算的基础，前路依然任重且远。

（2）将ASIC技术运用到人工智能芯片

在区块链领域，我们见证了ASIC算力时代，那么如何将这种低功耗、高性能的芯片设计能力应用到深度学习领域呢？2018年9月，嘉楠科技推出的第一代人工智能芯片——勘智K210，可容纳神经网络模型的一体化SOC方案，是全球第一款基于RISC-V架构设计的商用边缘计算芯片，支持最高0.5T算力，且功耗较低，在性能上极具优势。同时，凭借完全自主研发的神经网络加速器IP，勘智K210兼具了机器视觉和语音识别的能力，可以在超低功耗下进行高速卷积神经网络计算，比如，基于卷积的神经网络可用于目标检测和图像分类任务（如人脸识别、多分类物体检测与识别等），还可以实现声源定向、声场成像、波束形成、语音唤醒、语音识别等机器听觉功能（如图2-2所示）。

图2-2　勘智K210人工智能芯片示意图

人脸识别技术是近年来非常火热的人工智能生物识别技术，为人们的生活带来了极大的便利性，可以降低社会运行和治理的成本，同时还能产生一定的经济效益。目前，人脸识别技术已经应用到支付、娱乐、安防、教育等生活的各个领域。目前常见的人脸识别系统主要有两种工作方式：离线工作和联网工作。离线工作的边缘计算人脸识别系统算法运行在AI芯片上，随着神经网络算法（CNN）技术的快速发展和提升，识别准确率已经能够满足绝大多数场景的应用要求；联网工作的人脸识别系统算法识别准确率很高，但计算和传输的时间成本也很高，运行的基础设备成本较高，同时会存在人脸信息数据泄露的问题，因此具有一定的风险。

边缘计算能够减少请求的响应时间、提升电池的续航能力、减少网络带宽，同时保证数据的安全性和私密性。这些优势在物联网领域格外明显，在物联网时代，大量电子设备涌入互联网，产生了海量数据，传统的云计算并不能及时有效地处理这些数据，此时，边缘计算人工智能就派上用场了。它具有以下无可比拟的优点。

第一，更快的传输速度和响应速度。对于直接运用于安防、市政甚至工农业的物联网设备体系来说，效率和速度意味着一切。尤其是对于安防和娱乐等产业，如果终端的延迟率太高，会对实际的运行效果和交互体验产生很大的影响。

第二，摆脱了网络环境制约，避免人脸数据泄露，因此更加安全。边缘计算人脸识别解决了这部分网络环境的限制，并且避免了数据上传云端所带来的隐私泄露风险，因此更适合物联网体系。

第三，利用传统云计算的遗漏区域，产能比更划算。在整体上云的思路下，终端很大一部分的运算能力将遭到放弃，这显然也是一种巨大的浪费，边缘计算将这部分能力调集了起来，形成了“中心+分散”的运算模式，产能比更高，资源的利用率也有了大幅度的提升。

（3）“区块链+边缘智能”，构建万物互链

能不能让所有的产品都具备智能，而且还要能够保护隐私？区块链、人工智能、边缘计算的有机结合可以有效地应对这个问题。

在当下的计算模式下，数据可以由各个终端统一调度到云端进行计算处理。边缘端不仅浪费了计算能力，而且由其产生的数据价值也被云端所垄断。通过区块链，云端与边缘端各节点可以构筑成数据与价值网络，各个边缘智能终端将成为可信数据与可信计算的智慧载体，与云端高效互通，实现“万物互链”。

如图2-3所示，随着边缘计算和人工智能技术的发展，未来的高级别智能将同时存在于云端和边缘端。当云端和各个边缘端的数据被打通时，数据不再是孤岛式的，更不会再被强大的云所垄断。这个时候我们需要考虑三个问题：第一，数据如何保真；第二，如何保护数据的隐私；第三，如何体现数据的价值。区块链技术为这些问题提供了解决的方法。我们不仅要将这个网络打通，更要将这个网络“链”接起来，利用区块链加密、不可篡改的特性，确保数据在链上可信、安全地流通。同时，基于区块链平台搭建价值结算系统，用于保护每个用户、每个终端所产生的数据，并在其他节点需要用到相关数据时得到等价的激励。一个广泛的、智能的、可信的商业经济体就此诞生了。

图2-3　云+端可信网络结构示意图