探索声音世界的未来：AI驱动的音频芯片创新

引言

声音，作为人类感知世界的重要途径，其重要性不容忽视。从海伦·凯勒的名言“盲使人与物隔离，聋使人与人隔离”可见，声音是人与人之间交流的关键媒介。在人工智能时代，声音不仅继续扮演着连接人与世界的角色，还成为了人机交互的首要手段之一。本文将探讨声音在新时代中的角色变迁，以及音频产品如何在AI时代引领时尚潮流，特别是聚焦于如何在低功耗条件下打造高效能音频算力的创新技术。

音频体验的演进

随着科技的不断进步，人们对音频体验的追求从未停歇。从留声机到MP3，从蓝牙音箱到TWS耳机，音频技术的迭代不仅满足了人们对高质量音频的渴望，同时也推动了产品的便携化和小型化。这一过程反映了人类对音频产品便携性和用户体验的不懈追求。

AI与音频的融合

在AI的浪潮中，音频领域迎来了前所未有的机遇。从iPod的便携式音频体验到AirPods引领的TWS耳机风潮，苹果公司以其创新力改变了人们的音频消费习惯。音频产品不仅引领了时尚，也在AI时代展示了其独特的魅力。

焦点：AI驱动的音频芯片创新

随着智能音箱的兴起，人机语音互动体验得到了极大提升。而以ChatGPT为代表的人工智能技术，则为未来AI体验开辟了无限可能。在AI时代，音频产品的创新尤其关注如何在低功耗的前提下实现高算力，以满足便携式设备的能源需求。炬芯科技股份有限公司董事长兼CEO周正宇博士在ICCAD2023大会上，围绕这一主题发表了题为《焕新声音活力：AI驱动下的音频芯片创新》的演讲。

低功耗与高算力的平衡

在打造便携式音频或穿戴产品的AI化过程中，实现单位毫瓦级功耗下的大算力是核心挑战。这意味着在电池供电的基础上，音频或穿戴产品的核心SoC需在较低功耗下实现较高的AI算力。这不仅是技术的挑战，更是创新的方向。

焦点：存内计算（CIM）

为了突破传统的冯诺依曼架构限制，存内计算（Compute-In-Memory，CIM）技术成为关键。通过在存储单元上实现计算，CIM实现了存算融合，显著提高了计算能效。这一技术路径在低功耗下的应用，为打造高性能音频AI算力提供了可能。

SRAM存内计算的前景

基于SRAM的CIM技术在低功耗下的能效比、写次数限制、工艺成熟性和工艺领先性方面展现出显著优势。这些特性使得SRAM存内计算成为打造低功耗音频AI算力的理想选择。

技术路径与创新

炬芯科技选择基于模数混合电路的SRAM存内计算（MMSCIM）作为技术路径，该方案兼顾了模拟和数字电路的优点。通过充分利用音频算法AI模型的稀疏性，MMSCIM技术在保证能效比的同时，实现了在极低功耗下提供音频AI算力的目标。

结论与展望

音频AI化正驱动芯片技术的创新，尤其是SoC技术的革新。炬芯科技的最新成果——基于MMSCIM的高端AI音频芯片ATS286X，展示了在低功耗前提下实现高效能音频算力的可能性。这一创新不仅为国产端侧AI音频芯片市场带来了巨大机遇，也为未来智能音频产品的用户体验带来了革命性的提升。

结语

在AI驱动的音频芯片创新中，低功耗与高算力的平衡、存内计算技术的应用、以及对音频算法稀疏性的利用，共同构成了未来音频产品发展的关键驱动力。随着炬芯科技等企业的持续探索，音频领域的未来将更加令人期待。