Trong bối cảnh ngành công nghiệp nhận dạng sinh trắc học phát triển nhanh chóng, sự kết hợp sâu sắc giữa khả năng thuật toán và sức mạnh tính toán của chip đang trở thành yếu tố then chốt quyết định khả năng cạnh tranh của sản phẩm. Dòng chip xử lý chuyên dụng QianCore và KunCore do Homsh tự phát triển đảm nhận hai khả năng cốt lõi tương ứng: nhận dạng thời gian thực ở biên và đối sánh cơ sở dữ liệu quy mô lớn trên đám mây, xây dựng một hệ thống chip nhận dạng mống mắt tích hợp biên-đám mây hoàn chỉnh.
I. Tại sao lại cần Chip Chuyên dụng?
Trong thập kỷ qua, ngành công nghiệp nhận dạng mống mắt đã dựa vào các bộ xử lý đa năng (dòng ARM Cortex-A) hoặc Bộ xử lý tín hiệu hình ảnh (ISP) để chạy các thuật toán nhận dạng. Mặc dù cách tiếp cận này có thể chấp nhận được trong các kịch bản điện tử tiêu dùng, nhưng nó lại bộc lộ những hạn chế rõ ràng trên nhiều khía cạnh quan trọng.
Yêu cầu nghiêm ngặt về thời gian thực:Trong các tình huống như cổng soát vé giao thông đường sắt và kiểm soát xuất nhập cảnh tại sân bay, độ trễ của một lần nhận dạng phải được kiểm soát trong vòng 500ms; các bộ xử lý đa năng thường vượt quá 800ms ở chế độ năng lượng thấp, ảnh hưởng trực tiếp đến trải nghiệm truy cập.
Ràng buộc nghiêm ngặt về mức tiêu thụ điện năng:Các thiết bị IoT công nghiệp và thiết bị biên ngoài trời thường dựa vào nguồn điện mặt trời hoặc pin. Mức tiêu thụ điện năng ở tải đầy của các bộ xử lý đa năng (5–15W) vượt xa giới hạn trên có thể chấp nhận được, hạn chế tính khả thi của việc triển khai từ xa.
Ngưỡng an toàn dữ liệu không thể thương lượng:Các kịch bản chính phủ, tư pháp và quân sự yêu cầu các đặc điểm mống mắt không bao giờ rời khỏi biên. Phần mềm mở của chip đa năng có rủi ro bảo mật tiềm ẩn và không đáp ứng được yêu cầu của Cấp độ Bảo vệ Phân loại 3 trở lên.
Chính ba ràng buộc này đã thúc đẩy Homsh đi theo con đường nghiên cứu và phát triển chip độc lập — dẫn đến hai dòng sản phẩm có định vị khác biệt và hợp tác lẫn nhau: QianCore và KunCore.
II. Kiến trúc QianCore: Triết lý thiết kế phần cứng dựa trên thuật toán
Khái niệm thiết kế cốt lõi của dòng QianCore là "thuật toán đi trước, phần cứng thích ứng": đầu tiên phân rã chính xác đồ thị tính toán của thuật toán Phaselirs™, sau đó thiết kế các đơn vị tăng tốc phần cứng mục tiêu, thay vì cố gắng chuyển thuật toán sang một chip đa năng.
Bộ tăng tốc mống mắt theo pha (PIAE)
Tính toán cốt lõi của thuật toán Phaselirs™ bao gồm hai bước chính: lọc Gabor và mã hóa pha, cả hai đều là các phép toán ma trận chuyên sâu. QianCore tích hợp Bộ tăng tốc mống mắt theo pha (PIAE) chuyên dụng trên chip:
●Thông qua song song hóa đường ống ba giai đoạn, nó thực hiện tiền xử lý ảnh, định vị mống mắt và trích xuất đặc trưng một cách chồng chéo, tăng thông lượng lên 2,8 lần;
●Nó triển khai tăng tốc số nguyên INT8 cố định phù hợp với đặc điểm số của Phaselirs™, cải thiện tỷ lệ hiệu quả năng lượng lên 4,1 lần với tổn thất độ chính xác dưới 0,03%;
●Bộ nhớ đệm SRAM chuyên dụng 512KB tích hợp luôn giữ các mẫu đặc trưng mống mắt trên chip, loại bỏ hoàn toàn nút thắt băng thông DRAM bên ngoài.
Môi trường thực thi tin cậy cấp phần cứng (TEE-H)
Khác với sự cô lập cấp phần mềm của ARM TrustZone, QianCore triển khai Môi trường thực thi tin cậy cấp phần cứng (TEE-H): việc tạo và đối sánh các vector đặc trưng mống mắt được hoàn thành hoàn toàn trong một miền bảo mật được cô lập vật lý trong suốt quá trình. Nó hỗ trợ lưu trữ mã hóa mật mã quốc gia SM4, tuân thủ các yêu cầu của GB/T 39786-2021; công nghệ Hàm vật lý không thể sao chép (PUF) tạo ra khóa chip duy nhất, ngăn chặn cơ bản các cuộc tấn công sao chép firmware và trích xuất khóa.
Kiểm soát chất lượng hình ảnh thích ứng (AQCC)
Trong môi trường thu thập thực tế, biến động ánh sáng, mờ do chuyển động và che khuất là ba yếu tố chính ảnh hưởng đến độ chính xác nhận dạng. Mô-đun AQCC được tích hợp trong QianCore đánh giá chất lượng của các khung hình thu thập được theo thời gian thực trước đường ống xử lý chính, và tự động đưa ra quyết định để kích hoạt bổ sung ánh sáng, thu thập lại hoặc khớp giảm chất lượng, tăng tốc độ khung hình hiệu quả lên hơn 92%.
III. Danh mục sản phẩm chip kép, bao phủ toàn bộ kịch bản biên-đám mây
QianCore Q80 (Phía biên)
Thời gian thực · Ngoại tuyến · Không rò rỉ dữ liệu từ biên
QianCore Q80 là bộ xử lý chuyên dụng hàng đầu của Homsh được chế tạo cho các kịch bản triển khai biên. Được thiết kế cho các thiết bị kiểm soát ra vào, cổng soát vé, thiết bị cầm tay, mô-đun và các yếu tố hình thức khác, nó chạy toàn bộ quy trình suy luận của thuật toán Phaselirs™ hoàn toàn ở phía biên. Dữ liệu đặc trưng mống mắt không bao giờ rời khỏi thiết bị trong suốt quá trình, đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt nhất về chủ quyền dữ liệu.
●Độ trễ một lần nhận dạng ≤380ms (trung bình ngành: 600–900ms)
●Tiêu thụ điện năng ở chế độ chờ <0,8W (trung bình ngành: 2,5–5W)
●Tỷ lệ chấp nhận sai (FAR) <0,0001%
●Nhiệt độ hoạt động: -40°C ~ +75°C
●Rò rỉ dữ liệu từ biên: Vô hiệu hóa (xử lý hoàn toàn ở biên)
KunCore K30 (Phía đám mây)
Đối sánh cơ sở dữ liệu quy mô lớn 1:N · Truy vấn hàng trăm triệu bản ghi · Đồng thời cao
KunCore K30 là chip tăng tốc đối sánh chuyên dụng do Homsh phát triển cho các kịch bản đám mây và máy chủ. Nhiệm vụ cốt lõi của nó là hỗ trợ truy vấn mống mắt 1:N quy mô cực lớn trong các Hệ thống Nhận dạng Sinh trắc học Tự động (ABIS) cấp chính phủ và cấp quốc gia. Sau khi QianCore Q80 hoàn thành trích xuất đặc trưng ở phía biên, vector đặc trưng được mã hóa sẽ được tải lên máy chủ, nơi KunCore K30 hoàn thành đối sánh đồng thời cao với cơ sở dữ liệu hàng trăm triệu bản ghi trên đám mây.
●Đồng thời lớn: hỗ trợ đối sánh 1:N thời gian thực với cơ sở dữ liệu nhân sự từ mười triệu đến hàng trăm triệu bản ghi
●Cụm có độ tin cậy cao: mở rộng ngang đa thẻ với tính khả dụng dịch vụ 99,99%
●Tuân thủ trong nước: thuật toán mật mã quốc gia toàn liên kết, được chứng nhận bởi Cục Mật mã Nhà nước
●Các hình thức triển khai: đám mây chính phủ / đám mây riêng / trung tâm dữ liệu tại chỗ
IV. Tích hợp Biên-Đám mây: Kiến trúc hợp tác của QianCore và KunCore
QianCore và KunCore không phải là hai sản phẩm độc lập, mà là hai nút của một kiến trúc tính toán nhận dạng mống mắt tích hợp biên-đám mây hoàn chỉnh:
[ Thiết bị thu thập (Camera / NIR) ] → [ QianCore Q80 (Suy luận biên · Không rò rỉ dữ liệu biên) ] → Tải lên đặc trưng được mã hóa → [ KunCore K30 (Truy vấn 1:N hàng trăm triệu bản ghi) ] → Phân phối kết quả đối sánh
Giá trị chiến lược của kiến trúc này nằm ở: đảm bảo ranh giới an ninh ở phía biên, đồng thời tận dụng khả năng mở rộng tính toán không giới hạn trên đám mây — nó không chỉ đảm bảo chủ quyền dữ liệu, mà còn đạt được khả năng mở rộng ngang không giới hạn.
V. Ý nghĩa công nghiệp: Từ phụ thuộc đến độc lập và kiểm soát được
Trước đây, các nhà sản xuất nhận dạng mống mắt trong nước phụ thuộc rất nhiều vào các nhà cung cấp nước ngoài (như dòng TI OMAP và NXP i.MX) ở cấp độ chip. Trong bối cảnh kiểm soát xuất khẩu ngày càng thắt chặt, sự ổn định của chuỗi cung ứng đối mặt với những nguy cơ tiềm ẩn đáng kể.
Việc sản xuất hàng loạt QianCore Q80 và KunCore K30 đánh dấu việc Homsh đã hoàn thành bố cục độc lập toàn diện từ thuật toán → mô-đun → chip, và đạt được khả năng độc lập và kiểm soát được đồng thời ở cả hai chiều biên và đám mây:
●An ninh chuỗi cung ứng: Đơn vị tính toán cốt lõi không phụ thuộc vào một nhà cung cấp nước ngoài duy nhất, cung cấp đảm bảo lâu dài đáng tin cậy cho khách hàng cơ sở hạ tầng quan trọng.
●Linh hoạt tùy chỉnh: Tỷ lệ tăng tốc thuật toán, cấp độ bảo mật và giao thức giao diện có thể được điều chỉnh linh hoạt theo nhu cầu của khách hàng, rút ngắn chu kỳ tùy chỉnh từ mức trung bình ngành 6 tháng xuống còn 6 tuần.
●Hợp tác hệ sinh thái: Kết hợp sâu với nền tảng phần mềm OVAI, nâng cấp OTA phần cứng và các phiên bản thuật toán được cập nhật đồng bộ để bảo vệ khoản đầu tư dài hạn của khách hàng.
QianCore Q80 đảm bảo an ninh cho biên, trong khi KunCore K30 cung cấp sức mạnh cho đám mây. Là hai mặt không thể thiếu của cùng một hệ thống, hai con chip này cùng nhau tạo thành phương tiện cốt lõi cho chiến lược "thuật toán độc lập × chip độc lập" của Homsh, đánh dấu một bước quan trọng trong việc xây dựng lợi thế công nghệ của mình trong kỷ nguyên hợp tác biên-đám mây.
