AI 正在进入真实世界。

当智能体从云端走向机器人、工业设备和更多物理场景，传统“云端离线训练—设备本地推理”的模式，开始面临新的挑战：真实环境持续变化，任务需求不断更新，静态模型很难长期适应复杂场景。

对于具身智能机器人来说，这一问题更加关键。机器人不是一次性部署的软件，而是在真实环境中持续运行的物理智能体。它需要在感知、理解、决策和执行过程中不断积累经验，并根据场景反馈持续优化能力。

因此，未来的 AI 芯片不能只停留在“能算”，还需要进一步走向“会学”。作为星凡智能与西安交通大学自主系统与智能芯片研究团队围绕“片上自学习 AI 芯片”开展产学研合作的突破成果之一，片上自学习训练正在为机器人等智能体在真实场景中的持续适应和持续学习提供底层技术支撑。

西安交通大学自主系统与智能芯片研究团队由国家级高层次人才特聘教授（高端芯片方向）、现任西安交通大学人工智能学院院长、人机混合增强智能全国重点实验室副主任孙宏滨教授领衔，团队长期聚焦大模型轻量化、智能芯片架构与电路设计、软硬件协同设计等方向，具备扎实的科研积累与工程攻关基础。

01 为什么需要片上自学习训练？

片上自学习训练，强调的是 AI 芯片在部署到真实场景后，不只是执行推理任务，还能够根据新数据、新环境和新任务，在设备本地完成一定程度的学习与更新。

它解决的不是“让芯片多跑几个模型”，而是让智能体在真实世界中具备持续适应能力。

对于具身智能机器人来说，这意味着机器人可以在长期运行中不断沉淀任务经验，优化感知理解、任务决策和动作执行能力，从“执行终端”进一步走向“自主智能体”。

片上自学习训练的价值，正在于让端侧和边缘场景下的芯片从单纯的推理加速器，逐步成为在运行过程中持续提升能力的算力底座。

02 难点不在“学习”，而在“本地高效学习”

训练本身就比推理更复杂。它不仅需要前向计算，还涉及反向传播、梯度计算、参数更新和大量中间特征存储。对于云端服务器来说，这些任务可以依靠大规模算力和充足的存储资源支撑；但对于机器人、边缘设备和低功耗终端来说，算力、存储和带宽都十分有限。

更进一步，即便在算法侧减少了计算量，如果数据结构、访存方式和硬件计算通路没有同步优化，也很难把算法上的收益真正转化为系统级的吞吐和能效优势。

也就是说，本地训练的关键，不只是“少算一点”，而是要让算法、存储、数据通路和计算架构协同起来。

在此次合作成果中，双方重点面向片上训练中的“大计算量”与“高访存量”挑战，提出算法与架构协同优化思路：一方面通过算法侧降低训练计算与数据搬运压力，另一方面通过硬件架构设计提升片上计算资源利用率，让训练效率真正落到芯片上。

这也是星凡智能与西安交通大学自主系统与智能芯片研究团队此次联合攻关的核心方向：通过算法与硬件协同设计，让片上自学习训练真正具备工程可落地性。

03 算法—硬件协同，让训练效率真正落到芯片上

围绕端侧本地训练，从算法和硬件两个层面进行了联合优化。

在算法侧，双方围绕片上训练中的高计算量与高访存量问题，采用更适合硬件执行的紧凑表示与轻量化算子处理，降低训练过程中的计算与数据搬运负担。其中，针对训练过程中关键层的计算，双方提出基于近似统计量的计算方法，对反向传播过程中的特征梯度图进行优化，从而减少了训练过程的计算量，为降低整体训练开销提供了算法基础。

在硬件侧，双方进一步围绕神经网络权重的数据特性设计存储结构和计算通路，提高了数据计算与数据搬运的效率；同时通过统一化计算调度和并行化执行策略，提升片上计算阵列的资源利用率，并最终转化为芯片面积效率和能效的提升。

如果说传统方式更像是“算法设计完成后交给硬件执行”，那么片上自学习训练需要从一开始就把算法、架构、电路和数据流统一考虑，让本地训练不只是理论可行，而是在芯片上真正高效运行。

实验结果表明，该设计在面积效率与能效方面取得显著提升：面积效率达到 41.2 GOPS/mm²，能效达到 90.63 TOPS/W；相较先进对标方案，其归一化面积效率提升 2.19 倍，归一化能效提升 1.85 倍。

04 星核 R 系列：支撑具身智能“越用越聪明”

技术突破的价值，最终要落到真实应用中。星核 R 系列是星凡智能面向具身智能场景打造的核心算力引擎，它面向机器人对视觉、语音、动作、环境和任务信息的实时处理需求，支撑机器人“大脑”在端侧高效运行，完成视觉感知、语义理解、任务规划与实时决策。

围绕机器人长期运行中的环境适应、任务学习和能力迭代需求，星凡智能也在持续推动星核 R 系列向“越用越聪明”的能力方向演进。相比只强调“算得快”，这一方向更关注机器人如何在真实场景中持续沉淀经验，为长期运行和能力迭代提供支撑，让机器人从“执行终端”进一步走向“自主具身智能”。

片上自学习训练的意义，正是在于不只承担算力供给，更成为支撑智能体长期运行、持续适应和能力进化的底层引擎。面向未来，星凡智能将继续围绕智能体芯片与智能计算产品创新，推动具身智能从实验室走向真实场景，从“能执行”走向“会进化”。

星凡智能，打造智能引擎，拓展文明边界。让智能体走进真实世界，造福每一个人。