海思智能安防主流芯片浅析
CPS中安网2019-08-15 17:25
在中美贸易摩擦中，许多尖端技术上的落后被暴露于公众的视野当中。其中最备受关注的，恐怕是集成电路行业。其实，在种类众多的芯片当中，有一类芯片的发展是与国际水平同步的，甚至是领先的——那就是安防编解码芯片。
海思科技在2018和2019年，安防产业结合人工智能技术落地后的大规模应用，迎来了新的发展。而人工智能+安防带来的产业的发展离不开三个基本要素，即算法，数据和算力，其中，算力的关键在芯片。海思作为全球IPC芯片的领头人，带来了多达20款极具竞争力和优势的芯片，在IPC的SoC市场一度占到全球70%的份额。
芯片路线海思视频监控芯片产品路线图
海思的崛起，要从视频监控分辨率提升开始说起。视频监控在安防行业占比大约6成左右，而随着镜头素质以及传感器性能的提高，视频和图像的分辨率也越来越高，随之而来的原始数据量也越来越大，如果没有好的研所编码算法来压缩文件的体积，这些数据根本无法被存储和传输。基于视频的编解码标准是在九十年代后期，伴随着录像机、VCD、DVD等设备的出现的，VCD使用的就是MPEG2压缩标准。
传统的磁带录像机作为视频监控后端设备，要使用大量的磁带，对存储空间和物理空间都消耗非常的大，需要访问历史资料也非常不便。硬盘录像机DVR的存储容量大，并且可以管理多块硬盘，于是大规模的后端数字化改造开始了。第一代DVR主流的硬件方案还是国外厂商的，如飞利浦的SAA7113+PNX13；到2005年，第二代DVR开始采用MPEG4/H.264压缩算法，海思的H.264视频编解码芯片在这个关键时间点，出现在了市场上，在DVR快速发展的时期，把握住了行业核心需求——视频编解码能力，从而快速发展壮大。
现在，在同等图像质量的前提下，H.264的压缩比是MPEG-2格式的2倍以上，压缩率可达到100：1以上，H.265的压缩比相对H.264又提升了一倍。华为现在在编解码的国际标准上有很大的参与度，其中的很大一部分贡献来自海思。
纵观整个芯片市场，顶层依然是Nvidia（针对GPU而言）Intel（CPU而言）得天下。而针对安防监控SoC市场，海思可以说全面压制其他对手。现在，视频编解码芯片被集中于SoC系统级芯片之上，（片上系统，将电路板上的多块芯片以及嵌入式软件，全部封装进一块芯片当中，在单个芯片上，就能完成一个电子系统的功能）。而IP摄像机SoC市场中，是以编解码能力为核心要素的，不难理解，海思能做好编解码，因此能够整合片上周边资源来提供一系列的SoC方案。现在，海思在IP摄像机SoC的基础之上，推出了新的智能芯片，并已经形成了系列化的产品：Hi3559AV100、Hi3519AV100、Hi3516DV300、Hi3516CV500。
参数海思智能视频监控芯片参数表格
参数上看，3559A达到8K的分辨率30fps，支持最大8路高清信号，可以提供4TFlops的算力，Hi3559A的竞争力足够强大。把高端旗舰4T算力的芯片Hi3559A性能降一半，到2T、价格降下来，形成一个Hi3519A；然后再将Hi3519A性能减半到1T、价格再降下来，又形成了Hi3516DV300；再砍一半性能到0.5T算力、价格再降低，又出来一个极低价格Hi3516CV500。这个模式还可不断和镜头、CPU等元件进行组合变化，形成更多产品。
这几款的系列芯片几乎把几美元到几十美元，从200万到1600万像素，等从低、中、高全系列的视频智能芯片都覆盖了。并且这四颗AI芯片属于SoC，不同一些友商的协处理器，可以独立工作实现AI能力，比如目前华为的Atlas500就依靠内嵌一颗3559A来实现人脸、车牌识别等功能。目前视频监控SoC市场上的芯片厂家从价格、芯片系列完整性、性能都没办法和海思比拼。海思芯片既可应用于安防也可应用于VR虚拟现实，未来可期的市场潜力巨大，同时性价比也非常优秀。从历史经验来看，出身华为系的海思，狼性并未褪去，多种PQ+AI能力组合，涵盖高端8K到低端1080 p监控应用似乎没有给竞争对手留下太多机会。其他芯片公司在安防市场上还有没有生存空间，还要看海思能够留下多少空间。
曾经的海思经历磨难，在国外巨头TI，NXP，Ambarella盘踞的视频编解码芯片市场中，抓住后端设备数字化转型的机遇，一举获得成功。如今，海思再次瞄准AI芯片的市场，未来如何，值得拭目以待。
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