腕表的机械机芯与光能机芯（把愚人节玩笑变成现实的清华天机芯）
腕表的机械机芯与光能机芯（把愚人节玩笑变成现实的清华天机芯）一、时势造英雄，从英特尔出售手机调制解调器业务说起能让自行车自主行走的芯片有什么过人之处，以至于nature如此青睐？因为它很可能是跨时代的，它代表了未来。8月1日，清华大学的无人自行车刷屏的时候，表哥苦笑了一下，今天好象不是4月1日啊？好玩的创意再次模仿就是拙劣了。啪啪打脸的是，这竟然不是玩笑，而是现实。全球顶尖期刊《自然》杂志（Nature）在8月1日将这款无人自行车使用的芯片放到了封面，研发这款芯片的是清华大学施路平团队。
2017年，谷歌发布了一款无人自行车的视频。
视频显示，这款无人驾驶自行车不仅能够在原地保持自身平衡，还能躲避障碍物，甚至识别红绿灯。
遇到障碍还会自动躲避减速，既环保，又方便，堪称溜娃神器。
不过片尾字幕显示，该款无人自行车仅在4月1日发布，于是观众们会心一笑：这是一个美好的愚人节玩笑。
8月1日，清华大学的无人自行车刷屏的时候，表哥苦笑了一下，今天好象不是4月1日啊？好玩的创意再次模仿就是拙劣了。
啪啪打脸的是，这竟然不是玩笑，而是现实。
全球顶尖期刊《自然》杂志（Nature）在8月1日将这款无人自行车使用的芯片放到了封面，研发这款芯片的是清华大学施路平团队。
能让自行车自主行走的芯片有什么过人之处，以至于nature如此青睐？因为它很可能是跨时代的，它代表了未来。
一、时势造英雄，从英特尔出售手机调制解调器业务说起
1、个人电脑时代的王者：x86架构CPU
如果给现在的芯片业找一个祖师爷，会是谁？
表哥认为应该是比尔盖茨，什么？难道他不是搞软件的吗？
如果没有比尔盖茨，就没有兼容的DOS系统，就没有个人电脑，而当时IBM正在生产壮如牛的服务器，体积堪比一台大型冰箱。其Power系列的CPU最早是摩托罗拉造的，摩托罗拉曾经是服务器时代最强悍的芯片厂商之一。
但是服务器芯片的市场，太狭窄了。
天才的金发少年比尔盖茨创立了微软，说服了IBM推出PC标准，开始给所有个人电脑生产兼容的操作系统。
曾经牢不可分的WIntel联盟（Windows操作系统 Intel芯片）成立，在个人电脑领域，风光数十年。个人电脑普及到家家户户，基于x86架构的芯片也销量年复一年的暴增。
操作系统和芯片很难开发生产吗？
说难也难，说不难也不难。
上世纪60年代中苏都尝试过生产自己的操作系统和芯片，但是当时的市场空间是非常有限的，你自己的操作系统上没有软件，就像你自己做了一款手机操作系统，但所有的APP都不能跑一样，毫无价值。
后来挑战Intel的AMD和Cyrix也是获得Intel的授权（实际上三者的授权非常复杂，是交叉授权），才能生产x86架构的CPU。后来AMD在经营困难的时候，白菜价把AMD的ZEN一代技术手把手教给了天津海光；而Cyrix被台湾威盛收购，也成为一家中国公司。
表哥曾经有过一款Cyrix的电脑，后来这块CPU被拆下来当做钥匙链装饰品。
就算你有技术，想要生产出来的CPU上能跑Windows，也必须要有Intel和微软的认证，这几乎是不可能的。
比如现在中国生产的龙芯，已经和Intel的主流CPU技术实力差距不算太大，但由于授权的原因，不能跑Windows，只能跑Linux。实际上龙芯能以特殊模式运行WindowsXP，但支持的软件也比较少，没有生态。
当年的金发少年已经白发苍苍，比尔盖茨把后半生的精力投向慈善，着重解决贫困、饥饿、环境等关系到全人类命运的问题。
他曾带着一罐屎走上讲台，向全世界宣布要解决45亿贫困人口的厕所问题。他的慈善基金投入2亿多美元，鼓励创业公司研发新一代无下水道连接的厕所技术
2、移动时代，从Intel到高通
据说，IBM从来不做毛利率低于30%的业务。所以2004年，当IBM把PC业务和笔记本业务卖给联想的时候，预示着这项业务已经进入血拼的红海时代了。
彼时手机界的王者是诺基亚，操作系统是塞班。那时候一款8250能用5、6年，手机的芯片并不是一个很大的市场。
表哥见到的第一款真·智能手机是多普达，也就是后来的火腿肠（大雾），哦，不，是HTC。
看到Windows操作系统跑在手机端的时候，还是很震撼的。这才是真正的智能机啊！
和智能机走的反方向一条路的，是功能机，由于山寨机的爆发，台湾联发科的芯片火爆异常。它的芯片几乎可以支持一切功能，甚至还有山寨机厂家开发出瑞士军刀和打火机版。
此时的Intel走的很辛苦，PC市场不断萎缩，手机市场转型困难。它依旧选择了和微软合作，微软却陷入了诺基亚的深坑。
当年智能机就是多普达的形象，被WP系列操作系统清洗的干干净净。
表哥一个做IT的朋友把微软的WP操作系统视为商机，卖掉了帝都一套房子搞基于WP的研发。结果WP7对WP6是完全不兼容的，WP8对WP7.5是完全不兼容的，所有的APP都要重写。
最后，微软把诺基亚折腾挂了，WP操作系统也挂了，等着WP时代一展宏图的Intel表示一脸懵逼。
安卓和iOS的雄起，成就了高通。
高通本来是个芯片设计公司，Intel的时代，轮不到高通说话，那时候高通还只是一家CDMA技术相关的公司。虽然收成也不错 ，但是和后来广阔的手机市场相比，那只是九牛一毛。
苹果和各安卓厂家，不约而同的选择了更低能耗更小体积的ARM架构，这里是高通的后院。
7月25日，苹果公司和Intel共同宣布，双方已经正式达成收购协议，苹果将收购 Intel 智能手机调节解调器业务的绝大部分，此次交易价值10亿美元。
PC时代，苹果也和Intel合作愉快，在手机时代，苹果也尝试和Intel搞过深度合作，比如著名的几次信号门，大多都是Intel的杰作。
虽然Intel在手机行业的技术不怎么样，但有选择总比被高通薅羊毛要好得多。调制解调器业务和高通价格没谈拢后，苹果选择了收购Intel的相关业务。
看到这则新闻，表哥唏嘘不已。这世界上最悲伤的事，莫过于英雄末路，美人迟暮。
并非Intel的技术不行，而是历史的车轮不断的滚动，时代变化了。
无论你是否承认，高通就是智能手机时代的王。
华为尝试用海思替代，小米也提出了澎湃处理器的研发计划。但是和当年的AMD、Cyrix类似，想推翻高通的控制地位，是不现实的。
3、AI来了，群雄逐鹿的时代
《圣经》说，太阳之下并无新事。
强大的汉武帝刘彻，也敌不过时间的力量，他死后不久，强汉被王莽篡权；文武双全的唐太宗李世民，也没能真的万岁，之后大唐进入武则天的时代。
在时间的面前，所有的王者都会被历史车轮碾成渣渣。
现在的IBM不仅卖掉了PC和笔记本业务，甚至把垄断世界的小型机业务也卖了，分别和华胜天成、浪潮信息成立了合资公司，曾经的芯片之王—Power系列，如今竟然做成了开源。
后移动互联网时代，高通也感受到了来自时代的深深的恶意。
无论是欧洲还是中国，高通都收到了巨额的反垄断罚单。甚至在高通大本营—美国，也被起诉。美国联邦法官Lucy Koh做出判决，支持美国联邦贸易委员会(FTC)的诉求，认定高通在反垄断案中败诉。
法官要求高通与客户重新谈判，以公平合理的价格将其专利授权给竞争对手，且不能与客户签订独家供应协议，并在未来7年内接受监管。
清华大学毕业的余承东，创造性的和徕卡合作手机镜头。
其实类似的玩法，诺基亚住在ICU的时候也玩过，和蔡司合作的诺基亚镜头曾经广受好评，但还是被微软活埋了。
表哥业余喜欢星空摄影，拍摄星空需要专业的单反相机和超大光圈的镜头，有时候甚至需要架在赤道仪上，来抵消地球自转的影响。
当华为拍摄的银河横空出世的时候，表哥的第一反应是，余承东又造假了。
但是后来发现，这些银河图竟然是星空摄影圈里的专业摄影师拍摄的，他们很爱惜自己的羽毛，绝不会为了商业广告付出自己的名誉。
（本图作者，知乎ID：翔宇情，已授权）
于是深入研究了下，发现华为的镜头技术日新月异。
因为拼接、叠加、降噪等处理，拍摄到的星空照片，必须进行强大的后期PS处理，才能够发出去。
为此，早在7、8年前，表哥的台式机就插到了32G内存，否则PS修图会挂。但是华为手机竟然可以一键出图，如何做到的？
AI芯片的威力。
2017年，德国柏林的IFA展上，华为正式发布了麒麟970芯片，该芯片中首次内置了神经元网络单元（NPU，寒武纪提供）以完成人工智能计算。
2018年，华为全联接大会上，华为副董事长、轮值董事长徐直军正式宣布华为的全栈全场景AI解决方案，同时发布两款AI芯片，华为昇腾910和昇腾310，均采用华为自研的达芬奇AI架构。
如果说移动互联网时代，手机是销量最大的产品，带给了高通利润和荣耀的话；如今移动互联网已经进入后半场，新时代的移动互联网有两大特点，一是手机端不再是CPU为主了，集成AI的芯片需求越来越高，二是物联网真的来了。
寒武纪的AI芯片不仅入驻华为手机，也已经搭载在中科曙光的服务器。
阿里平头哥发布了玄铁910芯片，主要面向物联网应用，甚至准备打造全新的生态圈。
当今世界Unicorn Company（独角兽公司），美国占了60%，中国占了25%，中美两国加起来85%，就占了世界大半。所谓独角兽公司，一般指成立不到10年，但估值已经超过10亿美元的新创科技企业，他们的特点是，成立时间短，但估值很高，未来被看好。这类代表未来的公司，称之为独角兽公司。
郭台铭说，将来在G2的世界里，就会出现两套系统，一套在中国大陆做，一套在美国做。
和比尔盖茨的开天辟地时不同的是，如今的中国市场，不缺客户，不缺应用，不缺生态圈… …
低头看看你手机上的APP，只要腾讯、阿里、京东、美团… …可以用并且比原来快，是不是不介意中国自己开发一套手机系统？
所以，在后移动互联网时代，中国自己制订一套芯片标准，操作系统标准，APP标准，也不是不可能的。
二、清华大学“天机芯”的意义
1、为什么选择自行车做演示
对于天机芯为什么选择自行车作为应用场景，施路平说：
自行车是为我们芯片服务的。当时我们经过了反复的深入讨论，确定要开发一款什么样的应用平台来展示我们这样一个异构融合新的功能，这是一件不容易的事情。我们有四点考量：
第一，我们希望这是一个有点类似大脑的一个多模态系统，而不是像现在 AI 的一些做算法，只做单一应用。我们希望这是一个覆盖感知决策和执行的完整的链路，这样才能够给我们异构融合的多种模型提供支撑，所以这是与单一模型不同的。
第二，我们希望这个也是能够与真实环境交互的，而不是说在机房里面做一下实验或者在电脑里做一套仿真。我们希望它能够是一个真实环境交互。
第三，我们希望这个系统它最好是对我们的处理芯片是有功耗和实时性要求的，这样才能够体现我们专用芯片的优势。
第四，是因为我们要通过做反复的实验，我们希望这个系统是可控的、可扩展的。
通过考量上述几点，我们最终选择了无人自行车平台，让它有语音识别的功能、有目标探测追踪的功能，可以运动控制、避障、自主决策。所以它看起来虽然很小，但实际上是一个五脏俱全的小型的类脑计算平台。
2、什么是AGI技术
AI一词最初用于表达与人类智能相似的机器智能的含义，但在人工智能跌宕起伏的发展过程中，AI的内涵已经发生了变化，成为机器学习、统计分析的代名词，早已远离了一开始智能的初衷。在这种情况下，依旧坚守当年梦想的一小支学术分子共同成立了通用人工智能协会，并确定使用AGI(Artificial general intelligence)词条作为领域正规称谓 。
也就是说，AGI才是“正统”AI（大雾）。
施路平团队开发的 Tianjic 芯片可以为 AGI 技术提供一个混合协同的开发平台。Tianjic 芯片采用众核架构、可重构功能核模块和混合编码方案的类数据流控制模式，不仅可以适应基于计算机科学的机器学习算法，还可以轻松实现受大脑原理启发的神经计算模型和多种编码方案。
虽然现在的芯片都在堆面积，7纳米起步，目标3纳米。但是对于很多应用领域比如5G、无人驾驶等来说，芯片的体积略大是可以接受的。
Tianjic 芯片由 156 个 FCore 组成，包含大约 40000 个神经元和 1000 万个突触， 芯片采用 28 纳米半导体工艺制造，面积为 3.8×3.8 平方毫米。
所以，工艺不是决定技术先进性的唯一标准。
3、来自中国的价格杀手
芯片这么高大上的行业，一定很赚钱吧？
其实，一旦被中国人掌握了核心技术，芯片最终会做到几乎和沙子一样的价格。
会有小伙伴不屑的说，表哥树（Tree）新（New）风（Bee）。
举个例子，邬贺铨院士说过，中国的宽带光纤到户渗透率85%，是全世界最高的。中国的光纤光缆产业发展很快，现在每年生产和消耗全世界一半的光纤光缆。十年前平均到一根光纤一公里要两千元，现在只要四十元，按单位长度算光纤比面条便宜。
在所有的行业，中国都是价格屠夫。
过去中国市场容量不大，民众接受教育程度不高，所以国外很容易对我们进行各种形式的技术封锁。现在即便是技术封锁，中国的工程师也很容易破解，甚至不违反专利。
芯片的原材料就是沙子，总有一天，中国人会把这个行业从高科技的宝座上拉下来。
4、没有霸主的新蓝海
在AGI领域，由于是全新的市场，目前还没有一个绝对控制力的霸主。
2014年，IBM就推出了业内首款类脑芯片TrueNorth。Intel卷土重来，2019年7月16日，英特尔发布了“Pohoiki Beach”芯片系统，该系统主要由Loihi神经拟态芯片构成，可处理深度学习任务，速度比CPU快1000倍，效率高10000倍，耗电量小100倍。
但是和WINTEL时代不同了，因为应用广泛，Intel不是唯一选择，中国的芯片企业充满了各种想象力。
三、天机芯背后的资本
新闻报道显示，这款芯片的生产商是灵汐科技。据天眼查，公司最大两个股东分别是天津清芯众诚科技合伙企业(有限合伙)和华控技术转移有限公司。前者持股62.68%，后者持股27.56%。华控是清华控股的全资子公司，实控人是清华大学。
清芯众诚的大股东是北京武吉知马科技有限责任公司，该公司成立于2017年，最大股东正是施路平本人。
大江东去，浪淘尽，千古风流人物。
时光从来不会为谁停留，车轮滚滚，我们在历史的长河里渺小如沧海一粟。那些优秀的弄潮儿，总会把握住时代的脉搏，把自己的命运和全世界全人类的命运结合在一起，为这个世界点亮星光。
受益于稳健的社会经济环境，和不断增加的消费者需求，越来越多的中国科学家、企业家成为引导科技革命的先行者。这是时代的幸运，也是民族的幸运，更是全人类的幸运。
