低至70μW | 国芯发布超低功耗AI芯片，助力智能穿戴「芯」升级
7月21日，杭州国芯举办以“智慧穿戴，从「芯」启航”为主题的线上发布会，隆重推出超低功耗ai芯片gx8002，可应用于tws耳机等智能穿戴设备。
三年来，国芯在智能家居、智能车载等领域都取得了不错的成绩，在ai语音方向持续精进的国芯，这次带来了什么样的作品呢？
随着人工智能技术的发展，ai语音的渗透率越来越高，从智能音箱，到语音家电，再到智能车载，ai已经无处不在。2016年，airpods横空出世，tws+ai也成为市场的大势所趋。耳机从「耳边的播放器」进化为「耳边的ai助理」，成为下一个重要的入口级产品。
（airpods 二代、小米 air 2s、vivo tws neo 等支持语音唤醒的 tws 产品）然而，tws耳机、智能手表、手环等可穿戴产品，受限于体积小，电池容量有限，续航时间常常难以满足用户需求。而始终在线的语音唤醒，又会大大地增加功耗，当前的各种芯片都很难在功耗和性能间达到平衡。
这次，国芯发布的ai芯片gx8002，便肩负着让可穿戴设备更加智能的使命，针对超低功耗场景下的ai唤醒实现了技术突破，做到真正无压力的「always on」语音唤醒。
揭开「庐山真面目」
（gx8002系统结构框图）
gx8002采用了mcu+npu的架构，集成国芯第二代自研神经网络处理器gxnpu v200和平头哥ck804处理器。芯片支持多级唤醒，集成硬件vad，可实现超低功耗待机和自动人声感应。通过npu的强大能力，实现语音唤醒、指令识别、ai降噪、声纹识别等众多功能。
01、这恐怕是目前业界功耗最低的ai芯片了
真的是超！低！功！耗！
经过测试，gx8002整颗芯片在vad待机时的功耗只有70μw，运行时的功耗为0.6mw。同时，gx8002可以根据用户是否说话自动切换vad待机和工作两种模式，因此通过vad的有效过滤，芯片日常使用的平均功耗基本低于300μw。gx8002的超低功耗背后，主要有两大技术突破——自研神经网络处理器gxnpu v200和自研硬件vad。此次发布的gxnpu v200为国芯第二代神经网络处理器，专门针对低功耗优化，计算能效是普通dsp芯片的10倍以上。支持dnn/cnn/rnn等各种模型，自动实现网络量化压缩，可以和tensorflow等训练平台直接对接。
（gxnpu结构框图）同时，国芯设计了全新的vad模块，通过增加更多特征的分析来判断人声，具备超强过滤能力，在办公室、地铁、马路、咖啡馆等各种场合的实际测试中，gx8002可以让vad待机的比例平均高达70%以上。也就是说70%以上时间处于70uw的vad待机模式！
（自研vad测试数据）
02、超高集成度，这次连晶振都包了
为了可穿戴方案中唤醒部分占用的体积尽可能小，国芯在芯片中将唤醒所需要的部件全部做了集成，包括音频adc、flash、电源ldo等，甚至还有晶振！也就是说产品使用gx8002时，几乎不需要外部器件，仅需一颗芯片就能完成语音唤醒的全过程，占据pcb面积极小。
同时在封装设计上，gx8002采用的是sip立体封装技术，将flash叠封在内。首推的封装为qfn20，3mmx3mm，非常便于生成和使用。在q3国芯还将推出更小的wlcsp封装，尺寸可达1.4mmx2.4mm，满足更加精密产品的需求。
03、超高性价比，这次价格真的低！
为了能更好地为可穿戴赋能ai，国芯不仅完成超低功耗的突破，更是将成本降到极致。现场公布了0.65美元的起步价，让ai不再昂贵，做到真正的超高性价比。
与此同时，国芯整合了丰富的资源，包括各种tws和可穿戴产品需要的基础技术和算法方案，接入各大品牌手机助手和云端平台，打通了蓝牙主芯片的合作通道，输出完整可靠的「一站式服务」，降低了ai服务门槛，也大大的缩短客户的研发周期。
同时外置唤醒的方案，可以在客户原有成熟产品的基础上，相当于加上了一个语音按键，客户原有的软件和设计都可复用，让ai的研发周期变得非常可控，有形成本和无形成本都大大降低。
智慧穿戴，从芯启航 可以说，gx8002「生而不凡」，集众多技术之大成，无论是语音唤醒、音频信号处理、npu异构计算，还是vad技术、无晶振设计，都是国芯在ai芯片与音视频领域多年经验的体现。超低功耗，更非一日之功，是国芯的小伙伴夜以继日努力的成果。
超低功耗、超小体积、超高性价比，这些让ai技术进入智能穿戴变得不再遥远。过去不敢想，想到做不了的很多应用，将拥有新的可能。
tws耳机将与你的ai语音助手融为一体，智能眼镜终于有了更好的操控界面，智能手表可以更快地调出你要的功能，更多的应用将有机会被挖掘出来。
始终在线的语音助手，将推进可穿戴设备进入全新的智能时代。有了gx8002的ai能力加持，这一畅想已然不远。长效待机的ai智能助理，只需佩戴轻便的移动设备，是不是想想就很酷呢？
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（airpods 二代、小米 air 2s、vivo tws neo 等支持语音唤醒的 tws 产品）然而，tws耳机、智能手表、手环等可穿戴产品，受限于体积小，电池容量有限，续航时间常常难以满足用户需求。而始终在线的语音唤醒，又会大大地增加功耗，当前的各种芯片都很难在功耗和性能间达到平衡。
这次，国芯发布的ai芯片gx8002，便肩负着让可穿戴设备更加智能的使命，针对超低功耗场景下的ai唤醒实现了技术突破，做到真正无压力的「always on」语音唤醒。
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gx8002采用了mcu+npu的架构，集成国芯第二代自研神经网络处理器gxnpu v200和平头哥ck804处理器。芯片支持多级唤醒，集成硬件vad，可实现超低功耗待机和自动人声感应。通过npu的强大能力，实现语音唤醒、指令识别、ai降噪、声纹识别等众多功能。
01、这恐怕是目前业界功耗最低的ai芯片了
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为了可穿戴方案中唤醒部分占用的体积尽可能小，国芯在芯片中将唤醒所需要的部件全部做了集成，包括音频adc、flash、电源ldo等，甚至还有晶振！也就是说产品使用gx8002时，几乎不需要外部器件，仅需一颗芯片就能完成语音唤醒的全过程，占据pcb面积极小。
同时在封装设计上，gx8002采用的是sip立体封装技术，将flash叠封在内。首推的封装为qfn20，3mmx3mm，非常便于生成和使用。在q3国芯还将推出更小的wlcsp封装，尺寸可达1.4mmx2.4mm，满足更加精密产品的需求。
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