三星電子上月宣佈，將在2030年以前擴大NPU專有技術的研發，藉以強化其在全球系統半導體產業的領導地位。三星電子近日在全球頂尖電腦視覺領域的學術會議－「電腦視覺和模式識別(CVPR)」會議上，暢談未來發展的新願景。

三星電子在CVPR上引述一篇論文《Learning to Quantize Deep Networks by Optimizing Quantization Intervals With Task Loss》，闡述其對On-Device AI輕量級演算法的研發投入。On-Device AI技術可以直接在裝置端運算和處理資料。三星電子最新的演算方案大幅進化，比現有的演算法輕量4倍、速度快8倍以上，展現低功耗、高速運算的絕佳優勢，被視為解決潛在問題的利器。

簡化深度學習過程

三星先進技術研究院(SAIT)日前宣佈，其已成功開發On-Device AI輕量級技術，其運算速度比現有32位元伺服器深度學習數據快8倍。透過將數據重新分組為4 位元，並維持資料準確的識別性，這個全新的深度學習演算法，比現有方案更快、更節能地實現同步處理。

對於影響深度學習整體成效的重要資料，三星電子的最新On-Device AI處理技術，透過「學習」來決定區間的大小。這項「Quantization^(註一) Interval Learning (QIL)」技術藉由重新分組，使數據小於原始的位元數，以維持數據的準確性。SAIT的實驗結果證明，原始32 位元區間的伺服器深度學習演算法，在量化至4位元以下的區間之後，因此比現有的其它解決方案具有更高的精確度。

當深度學習運算的資料被分組為4位元以下時，除了加法和乘法的算術計算外，還能進行「和」及「或」的邏輯運算。這表示使用QIL處理程序的運算，可以獲得與現有程序相同的結果，卻只需要1/40至1/120甚至更少的電晶體^(註二)。

由於該系統需要較少的硬體和電力，因此可以直接安裝在影像資料的裝置中，或是指紋感應器中，更勝於將處理後的數據傳輸至其他必要的端點。

AI處理和深度學習的未來

On-Device AI處理技術將有助於提升三星電子的半導體實力，也有利於強化其在AI時代的核心競爭力。不同於使用AI雲端伺服器的AI服務，On-Device AI能在裝置端直接運算其獲取的資料。

On-Device AI技術能降低雲端伺服器的建置成本，因為它本身具備運算能力，同時能為虛擬實境、自動駕駛等應用情境，帶來既快速又穩定的性能表現。此外，On-Device AI技術能將裝置身份認證用的個人生物資訊，例如指紋、虹膜和臉部掃描等，安全地儲存在行動裝置上。

三星電子副總裁暨SAIT電腦視覺實驗室負責人Chang-Kyu Choi談到：「在未來的世界裡，AI將主宰人們生活中的所有裝置和感應器。三星電子的On-Device AI技術，是深度學習且低功耗與高速解決方案，為未來世界鋪路。三星也將擴大應用於記憶體、處理器和感應器，以及其它次世代系統半導體市場。」

On-Device AI技術的核心功能，能發揮高速運算且十分省電。三星電子的第一個解決方案是去年推出的Exynos 9(9820)，這個系統晶片(SoC)搭載專有技術Samsung NPU，讓行動裝置得以執行AI運算，不需仰賴任何的外部雲端伺服器。

各大企業紛紛將注意力轉到On-Device AI技術上。三星電子計畫在不久的將來，將該演算法的應用從行動SoC延伸至記憶體、感應器等解決方案，藉以強化其在AI技術的領先地位。

三星電子On-Device AI輕量化演算法技術開發的四大主將。 (從左到右)：來自於三星電子先進技術研究院(SAIT)的Jae-Joon Han、Chang-Young Son、Sang-Il Jung、Chang-Kyu Choi

註一：Quantization量化是減少數據位元數的一種過程，它將既有數據分割成若干個有限區段，分割後的數據能以某個位元數表示，且各區段中的數據具有相同的值。

註二：電晶體是一種藉由放大或開關作用，控制半導體電流或電壓的裝置。

為了達成下一代NPU技術的重點發展目標，三星電子計劃在2030年之前，大舉擴編2,000名以上的相關技術人力，大約是目前規模的十倍之多。此外，三星電子亦將擴大與全球知名研究機構及大學的合作，協助培育AI領域的未來人才，包括深度學習與神經處理領域。

三星電子系統LSI事業部總裁Inyup Kang表示：「隨著AI時代的來臨，三星將藉由自家的NPU技術，實現領先業界的傲人進展。透過技術的差異化、與全球各大機構的緊密合作，及積極培育頂尖人才，將前瞻AI處理技術推升至全新高度，我們對此感到無比興奮。」

去年，三星電子推出首款內建NPU的高階行動處理器Exynos 9820，並計劃持續投入高性能行動晶片的研發，進一步提升終端裝置的AI功能。未來三星NPU的應用範圍將擴展到為車用資訊娛樂系統(IVI)、先進駕駛輔助系統(ADAS)注入動力的車用處理器，以及針對大數據處理而優化的下一代數據中心。

三星電子旗下的研發部門－系統LSI事業部與三星先進技術研究院(Samsung Advanced Institute of Technology)，聯手計劃擴大目前的NPU研究範疇，使其涵蓋新穎的AI硬體技術，例如以人類大腦層級運作的仿神經形態處理器。

註：影片所呈現的裝置及模擬功能，係為虛構的創作。並非用於模擬任何真實產品或功能。

Exynos 9 Series 9820是三星最具創新性的行動處理器，為提升行動裝置的智慧化而量身打造。該處理器具備先進的人工智慧(AI)、強大的客製化CPU等優勢，擴展行動裝置的無限可能性，為未來智慧型手機擘畫新藍圖。

從攝影、多媒體感官體驗到連接性， Exynos 9820將每項行動功能提升至全新境界。該處理器的卓越性能和效率，帶來更無縫流暢的多工處理和行動遊戲體驗。

• 智慧化動力裝置：Exynos 9820 具備特殊的神經處理單元(NPU)，能比上一代快七倍的速度處理AI相關功能^(註一)。
• 卓越性能：相較於Exynos 9810，Exynos 9820 的第4 代客製CPU和三層核心架構，使該處理器的單核心和多核心效能，分別提高了15%與25%^(註一)。
• 閃電般的快速連接性：LTE-Advanced Pro數據機支援八倍載波聚合(CA)，能實現高達0Gbps的下載速度，以及高達316 Mbps的上傳速度^(註二)，帶來無縫的瀏覽、影片串流及線上遊戲體驗。
• 遊戲變革者：Exynos 9820所搭載的Mali-G76 MP12 GPU，具備更寬的執行引擎。性能較Exynos 9810提升40%，能源效率則提高35%^(註一)。
• 攝影功能再進化：Exynos 9820的卓越圖像信號處理器(ISP)支援靈活的多鏡頭解決方案，帶來高畫質的絕美照片。
• 以8K重現最真實的畫面：Exynos 9820的多格式轉碼器，能細緻入微地記錄寶貴的回憶，支援以30fps的速度編解碼 8K 影片。
• 堅若磐石的安全性：物理不可克隆原理(PUF)為個人資料的儲存和管理，帶來終極的安全解決方案。
• 全天候生產力：Exynos 9820採用創新的低功耗設計，藉由延長電池續航力，提供全天候的行動生產力。

有關 Exynos 9820的詳情 ，請點選 此處的網頁連結 。

註一：在內部對Exynos 9820和 Exynos 9810 進行測試 。

註二：實際速度可能因國家和電信業者而異。