Computex 2019：Arm物联网聚焦智慧、速度与创新，四大方案亮相

2019年全球ICT产业关键字，聚焦「智慧、速度与创新」。创新技术如人工智慧、延展实境（XR）、区块链、数位分身（DigitalTwin）持续出笼，尤其人工智慧加速晶片及量子电脑的发展，伴随5G商转，势必带动产业跳跃式前进。既然聚焦「虚实整合、运算科技、人机互动」三大主轴，2019年COMPUTEX，全球IP矽智财授权领导厂Arm受邀出席《COMPUTEX论坛》、《InnoVEX论坛》主题演讲。Arm在COMPUTEX揭示全面运算(TotalCompute)主张，为5G时代提供更符合更多使用情境(usecase)的整体运算方案，并展现强大生态系能量。

Arm在COMPUTEX2019有哪些亮点展示？瘾科技带你浏览四大解决方案 亮点一：物联网平台

回应Arm的目标在2035年打造达一兆台连网装置，为了让连网装置深度沟通，Arm针对IoT平台的生态系，近年接续推出「DesignStart」、「Pelion」及「Neoverse」等相关计画。今年COMPUTEX，Arm展示Pelion这项混合环境的端到端联网连接、装置和资料管理平台方案。Pelion特色在于建构3A情境，「任何装置、任何资料、任何云端」（Anvice,Anydata,Anycloud），管理任何种类的连网装置与连接，应付任何内外部不同类型的资料，连接任何公有、私有及混合云端。

换言之，Pelion平台让企业在安全环境下，管理各项物联网装置，无限制连结任何规模的资料。COMPUTEX也展示，Arm收购TreasureData后，借助巨量资料技术能力，Pelion平台对资料流程进行融合，让企业用户以高效、更安全的技术部署、连接和更新连网装置，顺利走入物联网的资料世界。

亮点二：AI机器学习

联网装置与数据资料爆发成长，人工智慧的机器学习应用，逐渐从云端转移至终端。为了把机器学习技术放在边缘装置发挥所长，Arm针对机器学习的晶片应用进而打造全新处理器。延续Arm在CPU具备的可编程优势，以及GPU数据处理压缩能力和高吞吐量的设计特点，将其整合至机器学习晶片设计之中。针对机器学习热潮，Arm推出「ProjectTrillium」机器学习运算平台支持各种AI应用程序，在功能性与可扩展性方面，能实现更快机器学习效率。根据统计，目前ProjectTrillium平台的学习数据吞吐量，比起过去CPU、GPU协同作业的机器学习效率，已经达2~4倍以上，效能也优于传统DSP的可编程逻辑。

换言之，ProjectTrillium是一个异质的ML运算平台，平台架构包括ArmML处理器、开放原始码ArmNN软体框架，目前搭载于超过25亿台Android装置。Arm针对ML处理器进行强化，包括超过两倍能源效率，达到每瓦5兆次运算(TOPs/W)、记忆体压缩技术提升达三倍，以及提升至高达八核心的次世代峰值效能，与每秒最高32兆次运算(TOP/s)。

随着机器学习需求愈来愈高，开发人员更渴望利用系统上专属神经处理器(NPU)的优势。Arm机器学习ML处理器提供同级最优化的能耗效率，并有强大的软体生态系统支援，让整个生态系统的AI效能极大化。

▲Arm示范如何在装置上快速的执行机器学习功能，挑战人的记忆，和装置相比，看谁能先辨出不同的图像。

亮点三：AR/VR装置

前几年开始流行的AR、VR装置，过去最大挑战来自虚拟视觉的稳定度。对此，Arm因应5G科技演进推出多款全新高阶IP套件，其中Mali-D77DPU显示器即是聚焦扩增实境、虚拟实境所需的内容所打造，让虚拟实境更加真实。Mali-D77是Mali-D71显示处理器更新版，最高可对应3K解析度与120fps更新率，虚拟视觉影像得以更稳定呈现。全新的硬体功能，加速头戴式显示器的虚拟实境运算，实现更小、更轻、更舒适的VR装置部署。

▲在COMPUTEX展示OculusQuest的VR头盔，提供高效能、无线，摆脱传统VR装置需要连接线的牵绊，创造VR装置新体验。

当然，使用者对AR、VR装置的期待除了影像稳定，在沉浸式体验方面，还包含更轻量、不受线材影响以及更顺畅的效能。Mali-D77其他功能表现在镜头失真校正（LensDistortionCorrection）、色差校正（ChromaticAberrationCorrection）、非同步时间扭曲（AsynchronousTimewarp），对应更清晰、更真实影像，还能降低配戴者头晕情况。除此之外，Mali-D77显示处理器IP，3K120虚拟实境效能，硬体节省VR作业负载4成以上系统频宽，以及12%功耗表现。Arm表示，为了让VR更为普及，在全球达到数十亿台装置的长期目标，Mali-D77解决现阶段显示技术的挑战，为VR产业迎向下一个新世代。

亮点四：车用

Arm在今年COMPUTEX展示的第四个亮点，聚焦在汽车应用。Arm在车用方面扮演重要角色，因其牵涉稳定与安全，尤其ADAS与自动驾驶需要顾虑的层级更是重要。对此，Arm针对车载安全推出ArmSafetyReady计画，同时也包括针对自驾车的7nm制程最佳化处理器架构Cortex-A76AE，借由整合Split-Lock提供车载所需的安全性。

换言之，ArmSafetyready车用安全计画涵盖Arm既有、新型与未来的全方位车载计画，从系统性流程到研发，且通过ISO26262与IEC61508标准，一站式提供软体、元件、工具、认证及标准等资源，确保加入此计画的合作伙伴其SoC与系统，皆达到最高安全层级。

今年COMPUTEX也展示基于Arm的DMS（DriverMonitoringSystem）驾驶监控系统产品。DMS是采用ArmCortex-A7所支援的深度学习NN模型，由TEEAILab所开发。这套DMS系统展示在CortexA7上运行AI/ML以实现驱动程序状态监视功能。例如针对驾驶员闭眼、打哈欠侧视、俯视、打电话和吸烟等行为进行迅速检测，并发出音频以提醒驾驶。Arm在智慧驾驶领域，也展开AutomotiveEnhancedforFunctionalSafety计画，将推出首款多情绪执行处理器，以强化新世代安全驾驶体验。

▲COMPUTEX展会上也展示Arm在智慧驾驶领域的成果(图右)，情绪执行处理器问世将有助驾驶安全。

聚焦未来世界，打造创新体验

Arm在COMPUTEX2019展会中，展现新世代运算领域的创新技术与相关应用。除了上述相关亮点，也聚焦面向未来2030年的使用情境。Arm拥有全面软体开发框架，包含ArmIP、ArmNN、ArmComputeLibrary及ArmDevelopmentStudios，透过生态系统合作帮助开发人员更快采用、更快上市，透过机器学习软体优化，有效扩展硬体效能。

想像未来的世界，5G传输、机器学习、终端运算可能已经成为我们生活的日常，而产业之间将呈现万物联网的庞大生态系。对此，Arm将持续展现其领先技术优势，携手物联网超级战队掌握下一波科技浪潮。

中国量子芯片的应用领域包括量子科学研究、量子安全通信、量子传感、量子计算机等。它们可以用于生物医学成像、保密通信、语音识别、增强现实/虚拟现实、系统设计、人工智能等。中国量子芯片的应用领域包括量子科学研究、量子安全通信、量子传感、量子计算机等。它们可以用于生物医学成像、保密通信、语音识别、增强现实/虚拟现实、系统设计、人工智能等。

随着科学技术的发展，人们已一只脚迈进了智能 社会 的门槛，大量智能电子产品随处可见。随着 社会 智能化的发展，芯片的地位越来越重要，已成为手机、电脑、智能 汽车 。航天、物联网等行业发展的基础。

众所周知，我国进入半导体行业较晚，技术积累薄弱，国内企业在发展的过程中，太过于注重品牌知名度的提升，将大部分精力投入到了轻资产行业的发展，忽视了重资产行业的重要性，再者就是西方国家为了限制我国 科技 的崛起，早在几十年前就签订了《瓦森堡协定》，禁止向我国出口高尖端技术。受多种因素的影响，国内企业发展所需的芯片大部分从西方国家进口。

芯片过于依赖进口，对我国 科技 的发展而言真的不是一件好事，华为的遭遇就是很好的证明！

2020年5月，美国为了绞杀华为，突然修改世界半导体行业规则，禁止全球使用美国技术超过10％的半导体企业与华为合作，直接引发了华为的芯片危机，业务发展受到了很大的影响，如手机业务，已从世界第一大手机厂商的宝座跌落，今年第一季度国内市场份额从44％暴跌至16％，海外市场份额从去年的189％跌落至4％。

美国之所以欲将华为置之死地而后快，并不全是因为华为在5G通信领域打破了高通等美企的垄断，成为通信领域新的领头羊，主要是因为华为强大的研发能力！

据公开资料显示，华为凭借着58990项专利，成为了世界上拥有专利最多的 科技 公司。除此之外，不但在通信、手机领域取得了不凡的成就，其在芯片、自动驾驶、 *** 作系统、存储、人工智能、云计算等领域都达到了世界顶级的水准。

华为凭借一己之力，与高通、苹果、谷歌等美国多家行业老牌巨头斗得不亦乐乎，让世界各国重新认识了中国 科技 的力量与魅力，如此强大的华为，怎么可能不引起一向自以为是的美国的恐慌？为了不影响自己主导全球的计划，美国怎么可能让其继续发展下去？

2019年5月，美国以莫须有的罪名将华为列入“实体清单”，禁止美企与之合作。美国集全国之力、集盟友之力对华为长达一年的打压，不但没有将其打倒，反而让他变得更加强大。这一情况的出现，让美国很是恐慌，不得不使出杀手锏，芯片封锁！

美国的芯片封锁，让华为迎来了有史以来最大的生存危机，也让我们意识到， 在当今这个时代，要想摆脱被人鱼肉的命运，就必须实现技术独立，实现芯片的国产化，彻底打破封锁！

当前主流的芯片是硅基芯片，是从一堆堆沙子中提取中纯度高达99999％的硅晶圆，然后再经过设计、光刻、蚀刻、封装、测试等一系列复杂的流程，最终才能被应用在电子产品上。

在芯片制造全部工序中，光刻是我国芯片制造的短板，究其原因就是EUV光刻机被卡了脖子，而国产的光刻机仅达到了28nm级别。

或许有的人会说，几十年前，我国原子d都能造出来，现在造一个EUV光刻机有什么难的？事实上，我们短时间内还真的造不出来EUV光刻机，尽管中科院、清华大学等科研机构突破了很多EUV技术。

EUV光刻机不仅需要大量非常高尖端技术，还需要大量的元器件。 据ASML公司EUV光刻机总工程师透露，制造EUV光刻机所需的元器件超过10万件，来自世界上36个国家的1500多家企业，每一件都代表着业内的最高水平。值得一提的是，在ASML公司制造的EUV光刻机中，没有一件核心元器件来自我国企业。 由此可见，要想独自制造出EUV光刻机，我们将要克服多少困难。简单点说，我们要想独自制造出EUV光刻机，就必须将我们的基础工业水平达到西方国家基础工业水平的总和。

所以，我们要想短时间内打破芯片封锁，解决芯片被卡脖子的问题，我们必须另辟蹊径。所幸的是，中科院院士已经找到了这个“捷径”！

前不久，中科院院士、中科大教授郭光灿领导的科研团队在光量子芯片方面取得重大突破，成功掌握量子干涉核心问题的技术，这一重大技术突破，直接奠定了光量子芯片研制的技术基础。 中国院士团队的这一重大技术突破，让世界上唯一的超级 科技 强国美国震惊不已： 没想到中国科研人员会在这么短的时间内掌握光量子芯片技术。

要知道，我国是属于芯片行业起步较晚的国家，技术和人才储备都很薄弱，我们要想实现在光量子芯片领域的领先，付出的汗水将是发达国家科研人员的几百倍！

对于中科院院士团队在光量子芯片领域实现的重大技术突破，不少业内人士纷纷发表自己的看法： 一旦光量子芯片实现大规模量产，芯片的成本要比现在的芯片要低，而且中国也将会掌握芯片领域的主导权，华为的“芯”病也将会得到彻底根治！

不少网友心中看到这心中会有个疑惑，我快把光量子芯片吹上天了，那么，它到底是个啥东西呢？又具有什么特殊的能力呢？

所谓的光量子芯片， 就是用光子代替传统芯片的电子，通过光源能量和形状控制手段，将光投射线路经过光学补差，将设计好的线路图映射到晶片上。

芯片整体性能是否先进，与晶片上集成的晶体管数量有关，要想芯片性能更先进，就必须在固定大小的晶片上尽可能的集成更多的晶体管。

光量子芯片与传统硅芯片相比，其采用微纳米加工工艺、以光为载体，其数据传输能力更强、更稳定，而且信息储存的时间也会更久等等。

随着5G时代的到来，我们即将从互联网时代迈入物联网时代，我们对数据处理的速度的要求也会更高，传统芯片很可能无法满足我们这方面的需求，所以，更为先进的光量子芯片成为了我们在物联网时代的不二选择。

对于光量子芯片的发明，不少业内人士认为，其重要性不亚于计算机的发明，谁率先掌握了这种技术，谁就可以领跑一个新的时代！

笔者坚信，随着我国科研人员的不断付出，我们必将能在短时间内攻克光量子芯片所有技术难关，实现大规模量产，打破美国的芯片封锁，成为新时代的领跑者！

用手机拍一下

就能知道

牛奶是否变质？

户外PM25指数是多少？

自己身体是否 健康 ？

这就是中关村示范区前沿技术企业

研发的微型光谱仪

通过对量子点纳米材料的创新应用

他们将实验室里昂贵且庞大的科学仪器

放在了手机镜头上

使得这项神奇的功能

即将成为现实

关于芯视界： 芯视界（北京） 科技 有限公司是一家来自中关村示范区的高新 科技 企业。成立至今，芯视界通过不断的技术革新和应用 探索 ，开启以“量子点光谱传感技术”解码万物的新时代；实现对物质的智能化实时实地检测、鉴别和监控。在科研、环保、工业、农业、医疗、食品、教育、航空航天等多个领域，重塑人们的生产和生活方式。未来芯视界将继续推动科学探测、物联网、大数据、AI、深度学习等技术在物质识别、智能探测领域的深入应用，展现 科技 的无限可能。

发现：一双神奇的眼睛

肉眼看上去完全一样的两杯牛奶，要如何分辨他们的营养价值呢？

其实很简单，只要用光谱仪照一下就可以了。在光谱仪的“眼睛”里，这两杯牛奶显示的“颜色”（光波）可能完全不同。

这是因为不同质量和成分的牛奶对光波的反射率不同，所以在光谱仪的视角里两杯牛奶会呈现出不同的光谱图。利用光谱的手段可以快速便捷地分析牛奶中蛋白质、脂肪含量等营养信息。未来，再结合人体的 健康 指征，还能帮助我们选择适合自身体质的牛奶品类。

光谱仪能拥有如此神奇的“眼睛”，在于它对光波的解析与识别。光波是由原子内部运动电子产生的，因此不同的物质发射的光波也不同，这就好像是与生俱来的身份z，是辨别物质最简单也最准确的方式。通常人眼可以分辨的光波范围被称为可见光，而物质时时刻刻所发出的光波中，大多数并不能被人眼分辨，光谱仪却是一双可以分辨所有光波的神奇“眼睛”。

光谱仪作为将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，可以通过对光信息的抓取，以照相底片显影，或电脑化自动显示数值的仪器进行显示和分析，探知物质的成分、含量等信息。这种技术被广泛地应用于空气污染、水污染、食品卫生、金属工业等的检测中。

既然光谱仪这么神奇，功能又非常实用，那为什么在日常生活中没能普及呢？原来，传统的光谱仪受光栅分光的物理原理限制，体积就像一台桌上打印机，无法随意搬动，且价格在几十万上下。

有没有什么方法能将光谱仪小型化又经济实惠呢？芯视界（北京） 科技 有限公司创始人鲍捷将量子点与光谱仪相结合， 探索 出了一条光谱仪微型化、传感化的新路子。

创新：重构光谱仪结构

纳米材料及纳米技术的研究与应用，是鲍捷从本科时期就开始研究的领域。

最初，鲍捷主要在做量子点在太阳能电池、光检测器领域的应用工作。他发现，调节量子点大小可以很方便地调节其颜色，这种不同于其他材料的突出特性却并没有在实际应用中得到充分利用。

神奇的量子点： 量子点是指由半导体材料制成，形态一般为球形或类球形，稳定直径在2～20 nm的纳米粒子。由于量子点非常微小，通常被制成溶液形态，从本质上来说，它其实就是一种可在微小范围内进行调控的光敏半导体晶体。不同大小的量子点所呈现的颜色不同，同时也对应着不同的光学特性，正是基于这一特性，它成了用来辨别物质颜色或光谱的绝佳材选。

既然量子点在紫外区域可以有这样的响应，那么在全波长范围内，是不是也会有这样的响应？根据这个原理，充分利用量子点的可调节性，就可以做成一个光谱仪。经过调查，鲍捷发现这是一条前人从未走过的道路，所以他便将量子点纳米技术和光谱方法进行结合，开始了量子点光谱仪的研究。

时间回到2013年，鲍捷带领团队采用新型量子点纳米材料和纳米技术，制作出了手机摄像头大小的光谱传感器。随后，他们将这一成果公布在了《自然》学术杂志上。经过实验检验，采用量子点光谱传感器技术的新型光谱仪在分辨率、使用范围和效率方面与现有设备性能一致。证明了他们将量子点纳米技术和光谱方法结合，对光谱仪的结构、算法进行重新定义和设计的可行性。

光谱仪终于变小了。鲍捷及其团队自主研发的量子点光谱传感器技术，可以将传统实验室里庞大昂贵的光谱仪成千倍缩小到几毫米平方的尺寸。随着芯片、传感器大规模量产，其价格也可以从原来几十万、几百万降至消费级水平，光谱仪这种只属于科学试验级的重要仪器，有了走入寻常百姓家的希望。

应用：水环境大数据监测溯源

经济的快速发展，城市人口的增多，工业化进程的加快，大量的生活废水、工业污水对环境构成了很大的威胁。对污水进行溯源分析，可以有效了解污水排放的情况并对其进行监控，避免污水源的扩散。

2019年底，北京市水务局在全北京36条大小河流、100个监测点部署了无人化、自动化、快速高效的水质监测微型终端，对入河排水口、闸口、考核断面等多种典型位置开展实时动态监控。

而这些实时监控的核心，是芯视界结合实际应用需求，基于量子点光谱传感技术而研发的水环境实时监测智能终端。它可实现水质实时、原位、在线监测，具有超低功耗、小巧灵活、安装简便、无需试剂、无二次污染等优势。将量子点光谱传感技术的首个产业化成果落地在环保领域，也是芯视界践行 科技 企业 社会 责任的初心。

相比站房式监测和人工采样需要数小时甚至数天才能出具检测结果，水环境实时监测智能终端从数据采集到输出可在几秒钟内完成，真正实现快速高效作业。从数据采集-传输-分析-计算-自动告警-反馈-记录，整个流程依靠芯视界的智能大数据算法自动完成。

此外，芯视界的“河长助手-海淀区河湖水质监测系统”，现已纳入到海淀区“城市大脑”管理平台中，对全海淀100多个水质监测点进行动态监控。在海淀区河道管理所的监测大屏上可以看到，一旦发现有人偷排污水，系统就会第一时间报警提示，并同步至海淀区水务局相关工作人员手机APP上，提醒相关工作人员迅速反应，抓住试图破坏环境的元凶。

今年3月初的一天，海淀区水务局工作人员就在手机上看到有河段报警，显示有污染。按照以往的经验，这个地方的水质应该是很好的。于是工作人员到现场查看，根据报警的位置最终找到是某处井盖错位，导致了水质变化。如果还是以前的工作模式，就很难如此快速地发现问题。

这仅仅是芯视界量子点光谱传感技术在环保领域的一次牛刀小试。

其实，量子点光谱传感器技术不仅可以帮我们检测水质质量，它还可以搭载到卫星上，进行太空 探索 ，可以做成胶囊吞服，无痛苦完成胃镜检测，甚至可以搭载到无人机上，看看哪片土壤的农作物上缺乏微量元素……未来，芯视界将用其独有的量子点光谱传感器技术，开启光谱信息化时代的大门。

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