巨頭的新戰(zhàn)場,中國的“芯”希望
國內(nèi)外新老AI芯片勢力百花齊放,也必將會為芯片市場帶來更多可能。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201810/392917.htm10月9日華為兩顆AI芯片問世;
9月26日英偉達(dá)宣布推出全新的TensorRT 3人工智能推理軟件;
9月19日,阿里巴巴在杭州云棲大會上宣布,成立“平頭哥半導(dǎo)體有限公司”;
9月13日蘋果發(fā)布新款iPhone XS系列手機(jī)搭載A12仿生芯片;
8月31日華為發(fā)布AI加持的麒麟980芯片;
最近幾個(gè)月,“AI芯片”無疑成為科技界的一大熱門話題,顯卡大戶英偉達(dá)、CPU大佬英特爾、搜索界一哥谷歌、“平頭哥”阿里巴巴、“凌晨偷笑”的華為等科技公司都在專注于同一件事:AI芯片。
那么問題來了,AI芯片究竟是什么芯片?目前哪家公司做的最好?為什么每家科技巨頭都在爭先恐后的研究它?我國在AI芯片能否和國外巨頭一戰(zhàn)?AI銳見帶你一探究竟。
芯片縱有三千,AI只取一瓢!
隨著人工智能、深度學(xué)習(xí)的春風(fēng)吹遍世界各地,各類芯片的頭銜都與AI密不可分。知名市場調(diào)研公司ReportLinker預(yù)計(jì),到2023年,全球人工智能(AI)芯片市場規(guī)模將達(dá)到108億美元,復(fù)合年均增長率達(dá)到53.6%。AI芯片很可能是芯片界的一次變革。
其實(shí)芯片的種類有千千萬萬,AI芯片只是其中的一部分,甚至有些專家認(rèn)為目前不存在所謂的人工智能芯片。我們都知道芯片最重要的的工作就是處理數(shù)據(jù),AI芯片也不例外,我們所熟知的CPU與GPU亦是如此。
人工智能是什么?簡單來說,人工智能分為機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)兩部分,無論是機(jī)器學(xué)習(xí)還是深度學(xué)習(xí)都需要構(gòu)建算法和模型,以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)樣本的反復(fù)運(yùn)算和訓(xùn)練,降低對人工理解功能原理的要求。所以,AI芯片通常要處理規(guī)模非常龐大的數(shù)據(jù)。
芯片類型一覽
那傳統(tǒng)的CPU和GPU難道不能計(jì)算這些數(shù)據(jù)嗎?當(dāng)然可以,但問題也不少。CPU在處理AI算法時(shí)就比較緩慢,比如自動駕駛的車輛需要識別復(fù)雜的路況信息,如果慢了幾秒就會發(fā)生嚴(yán)重的事故,時(shí)間就是生命。CPU就不太適合處理這些數(shù)據(jù)了。
GPU在處理數(shù)據(jù)時(shí)效率雖然提高很多,但黃教主的顯卡動輒上萬,而且功耗驚人。在幾年前,谷歌的人工智能阿爾法狗(Alpha Go)下一盤圍棋就動用了1000個(gè)CPU和200個(gè)GPU,每分鐘的電費(fèi)高達(dá)300美元,其網(wǎng)絡(luò)規(guī)模還只有人腦的千分之一。假設(shè)一盤圍棋的時(shí)間為兩小時(shí),這就需要花費(fèi)36000美元。
這種方式雖然可行,但成本太高。也就是谷歌這種大佬用得起,換作其它家中小型企業(yè)自然是望而卻步的。AI芯片還需廣泛應(yīng)用于手機(jī)中,比如面部識別和語音識別。如果像GPU的功耗情況對于手機(jī)來說是不現(xiàn)實(shí)的。
總結(jié)來說,AI芯片的作用就是就是專注于處理機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的海量數(shù)據(jù),比起傳統(tǒng)的CPUGPU既能提高效率,又可以減少功耗。
兩大應(yīng)用場景,面向云端與終端
當(dāng)今AI芯片主要應(yīng)用于兩大場景:面向大型服務(wù)器的云端和面向智能硬件的終端。
人工智能首先需要深度學(xué)習(xí),深度學(xué)習(xí)就意味著需要大量的數(shù)據(jù)和繁瑣的運(yùn)算,在云端AI芯片能夠滿足當(dāng)前算法訓(xùn)練的要求。比如給一個(gè)系統(tǒng)成千上萬種“狗”的圖片,并告訴這個(gè)系統(tǒng)這種生物是“狗”,系統(tǒng)經(jīng)過深度學(xué)習(xí)之后“知道”了什么是“狗”,之后這個(gè)系統(tǒng)就可以判斷一張圖片是不是“狗”了。
所以,云端AI芯片的特點(diǎn)就是性能強(qiáng)大,能夠進(jìn)行大量運(yùn)算,并且能夠靈活地支持圖片、語音、視頻等不同AI應(yīng)用。
終端AI芯片則是面向消費(fèi)者的智能硬件,AI芯片讓數(shù)據(jù)處理等操作實(shí)現(xiàn)“本地化”,脫離了“聯(lián)網(wǎng)”的限制。比如手機(jī),將AI芯片整合在手機(jī)CPU中,高通、蘋果、華為都實(shí)現(xiàn)了這種整合AI芯片的手機(jī)CPU。
終端AI芯片的特點(diǎn)是體積小、功耗小、性能無需特別強(qiáng)大,通常只有一種或兩種AI功能。如今所說的“智能家居”就離不開終端芯片的功勞。像生活中常見的掃地機(jī)器人,智能音箱,手機(jī)里的語音助手等設(shè)備都配備了終端芯片。
云端英偉達(dá)一騎絕塵,終端市場群雄割據(jù)
云端AI芯片無論是從硬件還是軟件,已經(jīng)被各大巨頭控制。2018年5月,市場研究顧問公司Compass Intelligence發(fā)布了關(guān)于AI芯片最新調(diào)研報(bào)告。因?yàn)槟壳癆I芯片在終端應(yīng)用較少,所以榜單頭部的排名可以近似的認(rèn)為就是云端AI芯片的目前市場格局。
從圖中看出,排名靠前的無疑就是英偉達(dá)、英特爾、IBM與谷歌。排行榜中共有七家中國人工智能芯片公司入圍榜單Top24。華為排名12,成中國大陸地區(qū)最強(qiáng)芯片廠商。其余六家中國公司分別為:聯(lián)發(fā)科、Imagination、瑞芯微、芯原、寒武紀(jì)、地平線。
英偉達(dá):云端芯片·大佬
英偉達(dá)目前占據(jù)了全球云端AI芯片一半以上的市場,這僅僅是保守?cái)?shù)字。GPU非常適合深度學(xué)習(xí),而英偉達(dá)正好以GPU稱霸世界,研究人工智能的科學(xué)家就沿著GPU自然而然地找到了英偉達(dá)。
黃教主則立馬抓住了這個(gè)機(jī)會,動用數(shù)千工程師、投入20億美元,短時(shí)間內(nèi)研發(fā)出第一臺專門為深度學(xué)習(xí)而優(yōu)化的Pascal GPU。所以,在深度學(xué)習(xí)大行其道的今天,英偉達(dá)變身成了最大贏家。
2018年9月26日,英偉達(dá)正式發(fā)布最新的TensorRT 3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理加速器。目前使用英偉達(dá)的AI技術(shù)的公司有很多,其中包括國內(nèi)的BAT、京東等公司,以及國外的亞馬遜、谷歌、Facebook等公司。
英偉達(dá)旗下產(chǎn)品線更是不在少數(shù):自動駕駛汽車、高性能計(jì)算、機(jī)器人、醫(yī)療保健、云計(jì)算、游戲視頻等眾多。
英特爾:瘋狂收購·不差錢
談到芯片和CPU,怎能少了PC界的老大英特爾。盡管英特爾自身的CPU不適合AI芯片,但人家不差錢啊!
英特爾在AI芯片上可是下了血本。
為了加強(qiáng)在人工智能芯片領(lǐng)域的實(shí)力,英特爾以 167 億美元收購 FPGA 生產(chǎn)商 Altera ,以 153 億美元收購自動駕駛技術(shù)公司 Mobileye,以4億美元收購深度學(xué)習(xí)初創(chuàng)企業(yè)Nervana Systems以及機(jī)器視覺公司 Movidius和為自動駕駛汽車芯片提供安全工具的公司Yogitech。
但遺憾的是,目前還沒有成熟的產(chǎn)品面世。用英特爾自己的話說,其要建立一個(gè)人工智能全棧式的解決方案,從而充分釋放AI的潛力。這可能是英特爾AI芯片遲遲沒有落地的原因吧。
谷歌:圍棋NO.1·阿爾法狗
谷歌在2016年宣布獨(dú)立開發(fā)一種名為TPU的全新的處理系統(tǒng)。打敗眾多人類圍棋大師的人工智能阿爾法狗采用的是谷歌自主研發(fā)的全定制化芯片(ASIC)TPU。
TPU是專門為機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專用芯片。TPU特別適合谷歌自家的TensorFlow系統(tǒng)。在2018谷歌開發(fā)者大會上,谷歌已經(jīng)發(fā)布了TPU 3.0。谷歌旗下的Waymo自動駕駛公司采用的正是TPU。
2018年2月13日,谷歌正式宣布,向谷歌云客戶開放張量處理器TPU beta版服務(wù),每小時(shí)6.5美元。
對于選擇在谷歌云平臺上運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)模型的客戶來說,這算是個(gè)好消息,但谷歌這次開放的TPU數(shù)量有限且按時(shí)收費(fèi),每小時(shí)成本為6.50美元。
蘋果:仿生加持·A12芯片
從去年的iPhone X使用的A11處理器開始,蘋果公司在處理器的AI中大做文章。在今年剛剛發(fā)布的iPhone XS系列使用的A12芯片更是披上了“仿生”的神秘面紗。簡單來說,蘋果的“仿生”只是在其CPU中配備了新一代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎。A12仿生處理器相當(dāng)于模仿了人類大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
當(dāng)然,目前的仿生芯片還處于一個(gè)比較初級的階段,多為概念而已,體驗(yàn)上并不會有太大的變化。
這些功能體現(xiàn)在:智能省電優(yōu)化,F(xiàn)ace ID 3D人臉識別,AR表情,相機(jī)一鍵換背景等都離不開仿生芯片的功勞。
根據(jù)最新消息,蘋果公司正在支付3億美元現(xiàn)金購買Dialog半導(dǎo)體公司的一部分。該交易預(yù)計(jì)將于2019年初完成,待監(jiān)管部門批準(zhǔn)。
寒武紀(jì):中國·獨(dú)角獸之一
寒武紀(jì)科技成立于2016年,其擁有終端AI芯片和云端AI芯片兩條產(chǎn)品線。華為的麒麟970采用的正是寒武紀(jì)開發(fā)的NPU。
2018年5月發(fā)布的寒武紀(jì)MLU100智能芯片,適用于視覺、語音、自然語言處理等多種類型的云端人工智能應(yīng)用場景。寒武紀(jì)目前已經(jīng)完成B輪融資,整體估值為25億美元。
華為:順勢而為·AII In AI
就在今年蘋果發(fā)布會召開的同時(shí),華為余承東深夜發(fā)微博:穩(wěn)了。余總信心滿滿也許是因?yàn)槿A為自己的麒麟980芯片。早在去年,麒麟970就已經(jīng)搭載了NPU。NPU也屬于全定制化芯片(ASIC),因?yàn)槎ㄖ疲詫I(yè)。
而今年的麒麟980更是搭載了雙NPU,華為表示,麒麟980的全新雙核NPU比麒麟970的NPU快2.2倍,每分鐘可實(shí)現(xiàn)4500次推斷。NPU的功能就是負(fù)責(zé)AI運(yùn)算,在大幅提高手機(jī)AI性能的同時(shí)降低了AI任務(wù)功耗,體現(xiàn)在在語音助手、智能識物、省電等功能上,和蘋果A12芯片功能類似。
10月10日,華為發(fā)布了AI發(fā)展戰(zhàn)略與全棧全場景AI解決方案,并發(fā)布了兩款A(yù)I芯片:Ascend 910和Ascend 310,一款面向云端,一款面向終端。
當(dāng)然,華為并不會單獨(dú)銷售這兩款A(yù)I芯片,而是以芯片為基礎(chǔ)開發(fā)AI加速模組,AI加速卡,AI服務(wù)器,AI一體機(jī),以及面向自動駕駛和智能駕駛進(jìn)行銷售。這次發(fā)布的兩款芯片都會在2019年第二季度上市,究竟實(shí)力如何我們拭目以待。
這是AI芯片最好的時(shí)代,也是最壞的時(shí)代
根據(jù)Gartne報(bào)告分析稱,AI芯片在2017年的市場規(guī)模為48億美元,2020年預(yù)計(jì)達(dá)到146億,其中云端應(yīng)用可望達(dá)到105億。目前AI芯片云端市場被英偉達(dá)牢牢占據(jù),終端市場群雄并起。
當(dāng)然,AI芯片全球起步時(shí)間幾乎相差無幾, 國內(nèi)外新老AI芯片勢力百花齊放,也必將會為芯片市場帶來更多可能。
評論