英偉達(dá)研究人員開發(fā)出一款革命性的常開視覺系統(tǒng)，能夠在不到一毫秒的時間內(nèi)檢測到人臉。該系統(tǒng)通過"競速休眠"技術(shù)在視覺處理后節(jié)省功耗，為自動駕駛汽車、機(jī)器人和消費(fèi)電子產(chǎn)品提供了新的可能。

超低功耗設(shè)計(jì)理念

傳統(tǒng)的視覺處理系統(tǒng)通常需要約10瓦的功率，這對于持續(xù)開啟的人臉檢測系統(tǒng)來說功耗過高。英偉達(dá)的片上系統(tǒng)在60幀每秒的幀率下，功耗僅為5毫瓦。

英偉達(dá)電氣工程師Ben Keller在舊金山舉行的IEEE國際固態(tài)電路會議上介紹了這一系統(tǒng)。該系統(tǒng)每16.7毫秒刷新處理一張新圖像，但僅在5%的時間內(nèi)保持全功率運(yùn)行。在787微秒內(nèi)，片上系統(tǒng)調(diào)用深度學(xué)習(xí)加速器判斷是否存在人臉，準(zhǔn)確率約為99%。

Alpha-Vision常開低功耗加速器

英偉達(dá)團(tuán)隊(duì)精心設(shè)計(jì)了這一系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)快速檢測并節(jié)省功耗。片上系統(tǒng)的大部分組件默認(rèn)處于斷電狀態(tài)，只有一個功耗低于10毫瓦的子系統(tǒng)保持開啟狀態(tài)。這個子系統(tǒng)被稱為"常開低功耗加速器"，即Alpha-Vision。

競速休眠技術(shù)創(chuàng)新

人臉檢測器使用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別人臉，這需要處理大量數(shù)據(jù)，可能造成功耗流失。為了節(jié)省功耗并加快檢測速度，所有必要數(shù)據(jù)都存儲在本地的大容量SRAM中，總計(jì)達(dá)到2兆字節(jié)。

SRAM占據(jù)了芯片的大量空間。為了防止SRAM漏電成為功耗的主要來源，片上系統(tǒng)集成了深度學(xué)習(xí)加速器和近內(nèi)存處理器，能夠快速關(guān)閉內(nèi)存組。研究人員將這種方法稱為"競速休眠"。

廣闊的應(yīng)用前景

英偉達(dá)團(tuán)隊(duì)提出了該系統(tǒng)的幾種可能用途。集成人臉傳感器的筆記本電腦可以在用戶離開時關(guān)閉顯示屏以節(jié)省能源，當(dāng)用戶返回時再次開啟，提供無縫體驗(yàn)，無需輸入密碼。

Keller表示，基于這些設(shè)計(jì)的系統(tǒng)還可能用于為自動駕駛汽車、無人機(jī)和機(jī)器人技術(shù)提供常開視覺功能。這一技術(shù)突破為未來的智能設(shè)備和自主系統(tǒng)開辟了新的可能性。

Q&A

Q1：英偉達(dá)的常開視覺系統(tǒng)有什么特別之處？

A：英偉達(dá)開發(fā)的常開視覺系統(tǒng)能在不到一毫秒內(nèi)檢測人臉，功耗僅為5毫瓦，比傳統(tǒng)系統(tǒng)的10瓦功耗大幅降低。系統(tǒng)使用"競速休眠"技術(shù)，僅在5%的時間內(nèi)保持全功率運(yùn)行，檢測準(zhǔn)確率達(dá)到99%。

Q2：什么是"競速休眠"技術(shù)？

A："競速休眠"是英偉達(dá)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的節(jié)能技術(shù)。系統(tǒng)將所有必要數(shù)據(jù)存儲在2兆字節(jié)的本地SRAM中，通過集成深度學(xué)習(xí)加速器和近內(nèi)存處理器，能夠在完成檢測后快速關(guān)閉內(nèi)存組，防止SRAM漏電造成功耗浪費(fèi)。

Q3：這種人臉檢測芯片可以應(yīng)用在哪些設(shè)備上？

A：該芯片可應(yīng)用于多種設(shè)備：筆記本電腦可在用戶離開時自動關(guān)閉屏幕節(jié)能，返回時無需密碼即可開啟；還可用于自動駕駛汽車、無人機(jī)和機(jī)器人，為這些設(shè)備提供常開視覺功能，實(shí)現(xiàn)更智能的環(huán)境感知。