改變千百個(gè)行業(yè)：華為Atlas AI全棧軟件平臺(tái)揭秘

近日，在主題為“昇騰萬(wàn)里，讓智能無(wú)所不及”的HAI2020昇騰AI新品全球發(fā)布會(huì)上，華為正式發(fā)布了Atlas AI全棧軟件平臺(tái)。

更為值得關(guān)注的是，華為還打造封裝了華為在行業(yè)AI領(lǐng)域的基礎(chǔ)算法和經(jīng)驗(yàn)積累的行業(yè)SDK。

一、AI已成推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵引擎

近年來(lái)，隨著芯片算力的不斷提升和數(shù)據(jù)量的爆炸式增長(zhǎng)，人工智能（AI）技術(shù)也得到了前所未有的高速發(fā)展。特別是在2016年， 谷歌AlphaGo人工智能成功戰(zhàn)勝圍棋世界冠軍李世石之后，AI技術(shù)開(kāi)始受到了全世界的關(guān)注和重視。最新的數(shù)據(jù)顯示，目前全球已經(jīng)有超過(guò)50多個(gè)國(guó)家將AI作為了國(guó)家戰(zhàn)略。

經(jīng)過(guò)近些年的發(fā)展，以語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)義識(shí)別、機(jī)器視覺(jué)等為代表的AI技術(shù)也已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)商用，并且極大的推動(dòng)了智能音箱、智能家居、安防監(jiān)控等眾多市場(chǎng)的發(fā)展。

業(yè)界的數(shù)據(jù)也顯示，在語(yǔ)音識(shí)別、圖像識(shí)別、語(yǔ)義理解等方面，AI的這些單項(xiàng)能力已經(jīng)開(kāi)始超越人類。而“聽(tīng)覺(jué)”、“視覺(jué)”和“語(yǔ)言能力”是人類應(yīng)用最為廣泛的基礎(chǔ)能力，這也意味著，在人類日常生活和工作的很多方面，應(yīng)用AI技術(shù)已經(jīng)能夠比傳統(tǒng)的使用人工更具效率。

這也使得AI加速向各行各業(yè)進(jìn)行滲透，成為了推動(dòng)各行各業(yè)，乃至整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵引擎。

根據(jù)普華永道分析數(shù)據(jù)指出，截至2030年，AI將為全球GDP帶來(lái)14%的增長(zhǎng)，也就是15.7萬(wàn)億美元（6.6萬(wàn)億美元來(lái)自生產(chǎn)力的提高，9.1萬(wàn)億美元來(lái)自相關(guān)消費(fèi)/商業(yè)市場(chǎng)）。

二、全面釋放AI算力，Atlas AI全棧軟件平臺(tái)發(fā)布

為了應(yīng)對(duì)持續(xù)增長(zhǎng)的AI算力需求，華為已經(jīng)推出了一系列的基于昇騰AI芯片的加速模塊、加速卡和服務(wù)器，比如Altas 300/300T加速卡、Altas 800推理服務(wù)器、Altas 800訓(xùn)練服務(wù)器、全球最快的AI訓(xùn)練集群Atlas 900等，并且實(shí)現(xiàn)了商用落地。

華為昇騰計(jì)算業(yè)務(wù)總裁許映童表示，華為Atlas系列硬件全面覆蓋了端邊云全場(chǎng)景AI，構(gòu)筑了最強(qiáng)AI算力平臺(tái)，可以滿足千行百業(yè)對(duì)于AI算力的需求。

而為了更好的幫助開(kāi)發(fā)者充分釋放華為Atlas硬件平臺(tái)的AI算力，降低開(kāi)發(fā)成本，提升開(kāi)發(fā)效率，華為推出了Atlas AI全棧軟件平臺(tái)，包括CANN 3.0、

MindStudio 2.0、MindSpore和MindX 1.0四大軟件平臺(tái)。

其中，CANN 3.0是支持全場(chǎng)景AI開(kāi)發(fā)的芯片底層基礎(chǔ)軟件，也是獲取華為昇騰計(jì)算資源的入口，它具備軟硬件解耦的特征，并且可后向兼容全系列華為硬件。開(kāi)發(fā)者后續(xù)無(wú)需修改代碼，最多只需進(jìn)行重新編譯，即可適應(yīng)不同的算力和內(nèi)存的變化。

許映童表示，CANN 3.0擁有三大創(chuàng)新：端邊云全場(chǎng)景協(xié)同、AscendCL使能高效開(kāi)發(fā)、釋放硬件澎湃算力。得益于CANN 3.0與底層硬件的高度適配，華為Atlas硬件在主流推理和訓(xùn)練模型的性能實(shí)現(xiàn)了業(yè)界領(lǐng)先。

華為公布的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，在主流推理場(chǎng)景下，Atlas 300I單卡即可實(shí)時(shí)處理80路1080p、25FPS的高清視頻，領(lǐng)先業(yè)界兩倍。在訓(xùn)練場(chǎng)景下的性能表現(xiàn)上，基于Atlas 800的性能也遠(yuǎn)超業(yè)界同類產(chǎn)品，平均領(lǐng)先2.5倍。

而MindStudio 2.0則是華為為開(kāi)發(fā)者打造的一套極簡(jiǎn)易用的全流程開(kāi)發(fā)工具，可高效完成端到端開(kāi)發(fā)，讓開(kāi)發(fā)者在算子開(kāi)發(fā)、模型訓(xùn)練、模型推理、應(yīng)用開(kāi)發(fā)、應(yīng)用部署的全流程在一套開(kāi)發(fā)工具上就可以實(shí)現(xiàn)，無(wú)需在不同工具上完成，可顯著降低開(kāi)發(fā)門檻。

MindX 1.0是華為針對(duì)業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)者推出的昇騰應(yīng)用使能平臺(tái)，包括了深度學(xué)習(xí)平臺(tái)MindX DL、智能邊緣平臺(tái)MindX Edge，優(yōu)選模型庫(kù)ModelZoo和行業(yè)使能SDK。

其中，MindX DL深度學(xué)習(xí)平臺(tái)聚焦數(shù)據(jù)中心設(shè)備與計(jì)算資源的統(tǒng)一管理與調(diào)度，支持快速開(kāi)發(fā)商用深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)。而MindX Edge智能邊緣平臺(tái)則是一個(gè)輕量化的邊緣計(jì)算資源統(tǒng)一管理運(yùn)維平臺(tái)。這兩個(gè)平臺(tái)結(jié)合之后，可以一鍵式部署多樣設(shè)備的邊云協(xié)同推理業(yè)務(wù)，平臺(tái)內(nèi)存開(kāi)銷僅256MB，CPU占用率僅3％。

此外，MindX 1.0還整合了按場(chǎng)景和框架分類的優(yōu)選模型庫(kù)ModelZoo，這也是支撐MindX DL和MindX Edge兩大深度學(xué)習(xí)平臺(tái)的關(guān)鍵。目前，ModelZoo已提供20多個(gè)按場(chǎng)景和框架的高性能模型，下半年將增加到50個(gè)以上。

“硬件是AI的基礎(chǔ)，軟件才是AI的未來(lái)！華為昇騰已經(jīng)突破了硬件的瓶頸，Atlas AI全棧軟件平臺(tái)將會(huì)進(jìn)一步讓AI算力從硬件當(dāng)中釋放出來(lái)，服務(wù)千行百業(yè)?！比A為昇騰計(jì)算業(yè)務(wù)總裁許映童表示：“極簡(jiǎn)易用，讓AI計(jì)算無(wú)處不在；極致性能，讓AI計(jì)算觸手可及。這是就是我們的愿景！”

三、華為Atlas AI行業(yè)SDK賦能千行百業(yè)

而在使能AI應(yīng)用融入千行百業(yè)的路上，華為昇騰還走的更遠(yuǎn)。為了讓華為Atlas AI能夠更好的賦能各行各業(yè)，華為推出了Atlas行業(yè)使能SDK。

據(jù)介紹，華為Atlas行業(yè)使能SDK主要設(shè)計(jì)目標(biāo)就是為了解決客戶所面臨的痛點(diǎn)和難點(diǎn)：1. 提升開(kāi)發(fā)效率，提供通用業(yè)務(wù)模塊，聚焦用戶核心組件，提供完整的業(yè)務(wù)流程，用戶快速修改適配，提供精簡(jiǎn)、抽象的功能組件，降低遷移難度；2. 提升業(yè)務(wù)性能，提供高性能編程框架，提供優(yōu)化后的芯片功能?？?，用戶無(wú)需深度優(yōu)化；3. 降低學(xué)習(xí)成本，高度抽象的硬件能力，減少暴露底層API；4. 提升可擴(kuò)展性，業(yè)務(wù)模塊化，支持靈活擴(kuò)展，模塊功能精簡(jiǎn)，業(yè)務(wù)間快速?gòu)?fù)用。

由于行業(yè)使能SDK需要凝聚豐富的行業(yè)知識(shí)、結(jié)合AI的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因此，需要各行各業(yè)的成功企業(yè)來(lái)與華為一起來(lái)推動(dòng)。不過(guò)，在此之前，華為已經(jīng)基于自身的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐，推出了兩大行業(yè)AI應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)套件（SDK）：mxVison和mxManufacture，賦能視頻分析行業(yè)和制造行業(yè)。

通常，視頻分析應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)，中等復(fù)雜度app開(kāi)發(fā)需要>10人月。而華為的mxVision SDK得益于API設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，高度抽象，插件化開(kāi)發(fā)模式，擺脫了多進(jìn)程、多線程通信的復(fù)雜邏輯，并且在SDK中提供了大量可配置插件，使得視頻分析應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)量可以減少90%之多。

目前，華為松山湖基于Atlas的智能制造方案，已經(jīng)在華為計(jì)算產(chǎn)品的生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)用“Atlas”制造“Atlas”，讓AI貫穿制造的每個(gè)環(huán)節(jié)，在完成標(biāo)簽缺陷檢測(cè)、螺釘缺失等實(shí)現(xiàn)“秒級(jí)檢測(cè)”，將質(zhì)檢準(zhǔn)確率由之前的傳統(tǒng)機(jī)器視覺(jué)質(zhì)檢的90%提升至99.9%，質(zhì)檢人員效率提升3倍。

目前視覺(jué)技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)場(chǎng)景應(yīng)用的非常廣泛，生產(chǎn)線上除了標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備以外，還有跟產(chǎn)品工藝強(qiáng)相關(guān)的視覺(jué)或者是應(yīng)用場(chǎng)景。但是，這些隨著產(chǎn)品的工藝越來(lái)越復(fù)雜，然后檢測(cè)精細(xì)程度的越來(lái)越高，在這過(guò)程中就會(huì)給視覺(jué)帶來(lái)非常大的挑戰(zhàn)。

華為工業(yè)自動(dòng)化視覺(jué)實(shí)驗(yàn)室主任吳佳蕓博士表示：“通過(guò)部署我們的制造業(yè)智能化解決方案，能夠給工廠生產(chǎn)帶來(lái)三大類的收益：第一，改變?nèi)斯つ繖z，降低人工質(zhì)檢員的工作強(qiáng)度，同時(shí)把不可量化的經(jīng)驗(yàn)變成可量化的標(biāo)準(zhǔn)；第二，可以提升設(shè)備的性能，不需要人工反復(fù)的調(diào)參數(shù)，推動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備的良率提升；第三，可以增加產(chǎn)線的柔性，即適應(yīng)性?！?/p>

“比如，產(chǎn)線上組裝的物料來(lái)自不同供應(yīng)商，而不同供應(yīng)商他對(duì)物料的打磨工藝有差異，人眼看不出來(lái)，但實(shí)際上在成像過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)，一個(gè)產(chǎn)品成像很清晰、自然，到下一個(gè)產(chǎn)品可能就會(huì)出現(xiàn)過(guò)曝，因?yàn)樗泄舛炔灰粯?。這個(gè)時(shí)候，有了AI解決方案，可以通過(guò)暗光恢復(fù)，我們降低光源的成像亮度，通過(guò)AI算法把圖像增強(qiáng)到正常的可檢測(cè)的成像質(zhì)量。再比如，在一個(gè)400平方毫米的場(chǎng)景中，去識(shí)別定位3.5毫米 x 3.5毫米的二維碼，怎么才能讓算法和魯棒性提升，去更好的適應(yīng)場(chǎng)景？我們需要把工業(yè)編碼的規(guī)則，翻譯成我們視覺(jué)的特征，再結(jié)合紋理，這樣將我們的算法與工業(yè)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合，才能夠解決實(shí)際的問(wèn)題?！眳羌咽|博士舉例說(shuō)到。

“AI已在華為工廠實(shí)現(xiàn)工位級(jí)、線體級(jí)、車間級(jí)的規(guī)模應(yīng)用”，據(jù)華為工業(yè)自動(dòng)化視覺(jué)實(shí)驗(yàn)室主任吳佳蕓在大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)透露，目前華為工廠80+產(chǎn)線已應(yīng)用了覆蓋服務(wù)器、5G、終端等產(chǎn)品。這些規(guī)模應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)積累也都會(huì)封裝到制造行業(yè)SDK里。

值得期待的是，視覺(jué)+制造行業(yè)SDK將在2020年10月正式對(duì)外上線。