領(lǐng)先七年?谷歌人工智能芯片閃亮現(xiàn)身

　　一年一度的Google I/O大會近日在美國矽谷登場，該公司為人工智慧打造的專屬晶片驚艷亮相，還有關(guān)于VR、智慧家庭、可穿戴式裝置的最新技術(shù)進(jìn)展…

　　一年一度的Google I/O大會近日在美國矽谷登場;繼去年發(fā)表開放源碼TensorFlow 演算法之后，Google在會中宣布已經(jīng)開發(fā)了針對人工智慧(AI)應(yīng)用的加速器晶片，稱之為張量處理單元(tensor processing units，TPUs)。

　　Google執(zhí)行長Sundar Pichai表示：“我們已經(jīng)開始打造TPU，與市面上的FPGA和GPU相較，其每瓦性能呈倍數(shù)提升，而它們啟動了AlphaGo系統(tǒng);”AlphaGo就是在不久前擊敗人類圍棋高手的Google人工智慧。

　　而 根據(jù)Google一位杰出硬體工程師Norm Jouppi在一篇部落格文章中的說法，該種加速器早在一年多前就運(yùn)用于Google的資料中心：“TPU已經(jīng)啟動許多Google的應(yīng)用，包括用以改善 搜尋引擎結(jié)果關(guān)聯(lián)度的RankBrain，以及在街景服務(wù)(Street View)改善地圖與導(dǎo)航的精確度與品質(zhì)。”

　　Jouppi表示，TPU晶片內(nèi)含于一個(gè)插入伺服器機(jī)架硬碟插槽的模組;Google工程師在22天前才拿到首批測試晶片;有鑒于AI演算法的本質(zhì)：“該晶片對于降低的運(yùn)算精度有更高容忍度，也就是說它每次運(yùn)作需要的電晶體越少，并因此能達(dá)到更高的每秒運(yùn)算次數(shù)。”

　　TPU的開發(fā)案在數(shù)年前就已經(jīng)展開，Google有一段時(shí)間曾招募不少具備半導(dǎo)體專長的工程師;不過一切研發(fā)活動都是秘密進(jìn)行，就算該晶片其實(shí)已經(jīng)運(yùn)用于系統(tǒng)中。

　　Google的TPU晶片位于插入伺服器機(jī)架硬碟插槽的一個(gè)模組上 (圖片來源：Google)

　　Google并非第一家專門為AI應(yīng)用設(shè)計(jì)加速器晶片的公司;美國業(yè)者Nervana Systems正準(zhǔn)備推出將采用自家開發(fā)AI加速器之云端服務(wù)，另一家公司Movidius則是已經(jīng)推出針對嵌入式應(yīng)用的商業(yè)化晶片，最近還透露了開發(fā)高階版本的計(jì)畫。

　　運(yùn) 算產(chǎn)業(yè)在過去幾年廣泛討論如何更妥善加速新興AI演算法，例如卷積神經(jīng)網(wǎng)路(convolutional neural networks，CNN);到目前為止，微軟(Microsoft)、百度(Baidu)是選擇在他們的云端服務(wù)采用FPGA加速器，而 Facebook則是自己設(shè)計(jì)GPU加速器并開放其架構(gòu)。

　　自從大約三年前展現(xiàn)了在影像識別方面媲美甚至超越人類的能力，AI演算法變成產(chǎn) 業(yè)當(dāng)紅炸子雞;Google不久前展現(xiàn)了AI下圍棋的杰出表現(xiàn)，又將這場復(fù)雜的市場競賽推向新里程碑。Pichai表示，AlphaGo人工智慧在那場與 人類高手的對弈中，充分展現(xiàn)其創(chuàng)造力：“我們通常不會認(rèn)為電腦能做出具創(chuàng)意的選擇，因此這是AI非常大的進(jìn)展。”

　　Google并未公開任 何關(guān)于TPU晶片的細(xì)節(jié)，Pichai僅表示，去年發(fā)表的TensorFlow演算法，已經(jīng)成為GitHub平臺上最受歡迎的軟體專案;而也不必期待 Google會將該晶片賣到市場上，因?yàn)樗硎?，TPU硬體會是Google云端平臺最大的差異化優(yōu)勢之一。

　　Pichai并提供了 Google如何利用AI提升機(jī)械手臂精確度的案例，此外其AI技術(shù)也應(yīng)用于一種專門系統(tǒng)，可透過早期診斷來預(yù)防糖尿病引起的失明;他結(jié)論指出：“我們生 活在一個(gè)運(yùn)算的非常時(shí)期…真正的考驗(yàn)在于人類是否能透過AI的協(xié)助做更多事情，因此過去的不可能或許會變成可能。”

　　Google聲稱其 TPU晶片采用的制程領(lǐng)先三個(gè)世代，對此市場研究機(jī)構(gòu)Tirias Research的資深分析師Kevin Krewell表示：“TPU可能將也許是16位元浮點(diǎn)甚至更低精度整數(shù)運(yùn)算的特定數(shù)學(xué)運(yùn)算精度最佳化;”他并指出，TPU看來是鎖定在卷積神經(jīng)網(wǎng)路的推 論(inference)部分，而非訓(xùn)練(training)的部分。

　　“推論只需要較低復(fù)雜度的數(shù)學(xué)，而Google顯然是將那個(gè)部分的方程式最佳化;”Krewell指出：“訓(xùn)練則要求非常大的資料集，但TPU可能沒有針對此部分最佳化。在這個(gè)方面，Nvidia的Pascal/P100仍會是對Google來說具吸引力的方案。”

　　VR、可穿戴式裝置與智慧家庭

　　除了公布TPU晶片這個(gè)大新聞，Google I/O也趕上了競爭對手如Amazon、Apple與Facebook的腳步，發(fā)表在虛擬實(shí)境(VR)、智慧家庭、智慧手表方面的相關(guān)成果。

　　在VR領(lǐng)域，Google不會自己制造硬體，但發(fā)表了一款針對VR頭戴式裝置與控制手把的參考設(shè)計(jì)，采用Android N作業(yè)系統(tǒng);該作業(yè)系統(tǒng)的試用版本現(xiàn)在已經(jīng)提供，預(yù)計(jì)采用該作業(yè)系統(tǒng)的首款VR裝置將在今年秋天問世。

　　Google將其VR解決方案命名為Daydream，并與手機(jī)、晶片供應(yīng)商合作定義了針對智慧型手機(jī)應(yīng)用的規(guī)格;預(yù)期包括HTC、華為(Huawei)、LG、Samsung與小米(Xiaomi)等品牌將推出支援Daydream規(guī)格的手機(jī)產(chǎn)品。

　　Android N號稱能將VR延遲性降低到20毫秒(milliseconds)，Google正在與游戲、電影開發(fā)商合作，準(zhǔn)備推出Android N專屬的VR內(nèi)容;Google也將在其他自家服務(wù)支援Daydream VR，包括YouTube視訊、Google Photos以及Google地圖的街景服務(wù)。

　　整體看來，Android N將包含250種新功能，包括對Vulkan繪圖應(yīng)用程式介面(API)的支援;該API也應(yīng)用于桌上型電腦與游戲機(jī);此外該作業(yè)系統(tǒng)內(nèi)建檔案加密功能， 支援更快的運(yùn)作時(shí)間(runtime)以及新的即時(shí)(JIT)編譯器，能更快載入應(yīng)用程式同時(shí)占用更少的記憶體空間。

　　此外Google宣 布將在今年秋天推出自家語音控制裝置，就叫做HOME;該產(chǎn)品將會跟Amazon Echo打?qū)ε_。Google Home將扮演家用閘道器角色，將數(shù)位音樂、視訊傳送到家用揚(yáng)聲器或是電視機(jī);該裝置也內(nèi)建喇叭，能連結(jié)到包括Nest智慧恒溫器等家用裝置，處理自然語 言Google搜尋需求。

　　Google Home語音控制家庭助理將在今年秋天問世 (圖片來源：EE Times)

　　Google 也在大會上發(fā)表了Android Wear 2.0，是針對支援蜂巢式通訊智慧手表應(yīng)用，能支援對來自不同應(yīng)用程式資料的更妥善組合與匹配。Google還提供了類似Apple FaceTime視訊電話應(yīng)用程式──Duo的預(yù)覽，該軟體采用WebRTC標(biāo)準(zhǔn)的功能，能在接聽電話者接起電話之前看到來電者的影像，預(yù)計(jì)今年夏天推出 同時(shí)支援Android與iOS的版本。