英偉達超低功耗芯片：毫秒級人臉檢測技術突破

英偉達研究人員開發出一款革命性的常開視覺系統，能夠在不到一毫秒的時間內檢測到人臉。該系統通過"競速休眠"技術在視覺處理后節省功耗，為自動駕駛汽車、機器人和消費電子產品提供了新的可能。

超低功耗設計理念

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

英偉達電氣工程師Ben Keller在舊金山舉行的IEEE國際固態電路會議上介紹了這一系統。該系統每16.7毫秒刷新處理一張新圖像，但僅在5%的時間內保持全功率運行。在787微秒內，片上系統調用深度學習加速器判斷是否存在人臉，準確率約為99%。

Alpha-Vision常開低功耗加速器

英偉達團隊精心設計了這一系統，以實現快速檢測并節省功耗。片上系統的大部分組件默認處于斷電狀態，只有一個功耗低于10毫瓦的子系統保持開啟狀態。這個子系統被稱為"常開低功耗加速器"，即Alpha-Vision。

競速休眠技術創新

人臉檢測器使用深度神經網絡識別人臉，這需要處理大量數據，可能造成功耗流失。為了節省功耗并加快檢測速度，所有必要數據都存儲在本地的大容量SRAM中，總計達到2兆字節。

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

廣闊的應用前景

英偉達團隊提出了該系統的幾種可能用途。集成人臉傳感器的筆記本電腦可以在用戶離開時關閉顯示屏以節省能源，當用戶返回時再次開啟，提供無縫體驗，無需輸入密碼。

Keller表示，基于這些設計的系統還可能用于為自動駕駛汽車、無人機和機器人技術提供常開視覺功能。這一技術突破為未來的智能設備和自主系統開辟了新的可能性。

Q&A

Q1：英偉達的常開視覺系統有什么特別之處？

A：英偉達開發的常開視覺系統能在不到一毫秒內檢測人臉，功耗僅為5毫瓦，比傳統系統的10瓦功耗大幅降低。系統使用"競速休眠"技術，僅在5%的時間內保持全功率運行，檢測準確率達到99%。

Q2：什么是"競速休眠"技術？

A："競速休眠"是英偉達團隊開發的節能技術。系統將所有必要數據存儲在2兆字節的本地SRAM中，通過集成深度學習加速器和近內存處理器，能夠在完成檢測后快速關閉內存組，防止SRAM漏電造成功耗浪費。

Q3：這種人臉檢測芯片可以應用在哪些設備上？

A：該芯片可應用于多種設備：筆記本電腦可在用戶離開時自動關閉屏幕節能，返回時無需密碼即可開啟；還可用于自動駕駛汽車、無人機和機器人，為這些設備提供常開視覺功能，實現更智能的環境感知。