賽靈思芯片劍指AI，英偉達(dá)有在怕嗎

　　賽靈思剛剛推出了首款A(yù)CAP芯片;

　　新芯片面向人工智能推理市場，預(yù)計(jì)該市場將比英偉達(dá)目前主導(dǎo)的人工智能訓(xùn)練市場更大;

　　有朝一日，賽靈思會(huì)像英偉達(dá)一樣成為數(shù)據(jù)中心市場的主要選手嗎?

　　9月，Evercore ISI發(fā)布了半導(dǎo)體股票的“Magnificent 7”名單。上榜的有英偉達(dá)和美光等?？?，還有一家令人意想不到的公司-賽靈思。眾所周知，賽靈思是現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)市場的領(lǐng)導(dǎo)者，具有突出的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢和市場份額。FPGA是一種可配置的集成電路，盡管有些困難，但可以使用軟件對其進(jìn)行功能配置。Evercore表示，之所以把賽靈思放到推薦股名單中，是看中了它在數(shù)據(jù)中心市場的長期優(yōu)勢。Evercore的先見之明得到了賽靈思的背書，一個(gè)月后，賽靈思推出了一款極具創(chuàng)新性的產(chǎn)品 - Everest(珠穆朗瑪峰)。

　　賽靈思在其核心市場-無線基礎(chǔ)設(shè)施、視頻、音頻和廣播設(shè)備-取得了令人矚目的成功。此外，其新任首席執(zhí)行官Victor Peng也經(jīng)常提醒世人，賽靈思現(xiàn)在把數(shù)據(jù)中心市場視為公司業(yè)務(wù)增長最大的領(lǐng)域，是公司未來面向的首要陣地。10月份，賽靈思推出了其新近推出的自適應(yīng)計(jì)算加速平臺(tái)(ACAP)的第一個(gè)產(chǎn)品系列Everest，以及一系列產(chǎn)品代號為Versal(‘ver’代表“多功能”，‘sal’代表“通用”)的第一批ACAP芯片。

　　Versal

　　Versal基于臺(tái)積電7nm工藝打造，結(jié)合了軟件可編程性和針對特定領(lǐng)域的硬件加速以及當(dāng)今快速創(chuàng)新所必須的高度適應(yīng)性。Velsal包括六款器件，采用獨(dú)特架構(gòu)，具備高度可擴(kuò)展性，實(shí)現(xiàn)了可滿足包括云、網(wǎng)絡(luò)、邊緣計(jì)算、無線通信和終端節(jié)點(diǎn)等各種應(yīng)用市場需求的AI推理性能。你可以把Versal視為SoC界的瑞士軍刀，它繼承了CPU、GPU和可用于數(shù)據(jù)中心加速的FPGA。

　　在某些方面，Versal類似于賽靈思自家的Zynq Ultrascale + MPSoC，但它具有某些重要的額外功能，可以大大簡化開發(fā)和部署，因?yàn)樵赩ersal上，既可以由軟件控制系統(tǒng)，還可以在已知配置上運(yùn)行。Versal縮減了中央FPGA模塊的尺寸，為額外的DSP、ARM內(nèi)核、推理組件和I/O模塊騰出了足夠的空間。

　　時(shí)值英特爾和AMD聯(lián)手在其x86器件上集成GPU和英偉達(dá)在其芯片上增加用于深度學(xué)習(xí)的額外內(nèi)核之際，該產(chǎn)品的推出時(shí)機(jī)也堪稱完美。

　　根據(jù)Tirias Research的分析師Kevin Krewell的說法，Versal是賽靈思‘努力入局，與英特爾和英偉達(dá)同場競技的舉動(dòng)?！?/p>

　　在AI市場挑戰(zhàn)英偉達(dá)

　　今年5月份，賽靈思CEO Peng向Data Center Dynamics透露，Everest是賽靈思?xì)v時(shí)4年，動(dòng)用了1500名工程師，投入超過10億美元研發(fā)而成的。顯然，對于一家典型研發(fā)費(fèi)用為一年6億美金的公司而言，10億美金絕對是一筆龐大預(yù)算。在采訪中，他對賽靈思遲遲無法撕掉“FPGA公司”的標(biāo)簽感到沮喪，對于業(yè)界僅僅將Versal視為FPGA的一次升級更是無法釋懷。

　　“我們一遍又一遍地向業(yè)界傳達(dá)‘不要把Versal當(dāng)成一款FPGA’的信息，因?yàn)樽鳛橐患覀鹘y(tǒng)的FPGA公司，我們現(xiàn)在不得不說，‘不，我們不再是單純的FPGA公司了?！F(xiàn)在有了ACAP，盡管現(xiàn)在還沒有人知道ACAP到底是什么，但是他們終究會(huì)明白的?！?/p>

　　事實(shí)上，Peng說他希望賽靈思被視為一家“以數(shù)據(jù)中心為優(yōu)先”的公司。賽靈思看到了人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)產(chǎn)生大量需要收集和分析的數(shù)據(jù)的新趨勢，同時(shí)5G網(wǎng)絡(luò)將對其專有的自適應(yīng)計(jì)算加速硬件產(chǎn)生巨大需求。有趣的是，賽靈思聲稱Versal芯片的能效可以達(dá)到英偉達(dá)的GPU的四倍，推理性能可以達(dá)到英偉達(dá)的2-8倍，在處理推理性工作負(fù)荷方面比英特爾的Xeon CPU快43-72倍。

　　賽靈思這種判斷相當(dāng)大膽。不過并非沒有先例?，F(xiàn)在，英偉達(dá)有大約6億美金或者說20%左右的營收來自于其針對AI優(yōu)化的數(shù)據(jù)中心硬件，而這一數(shù)字在幾年前幾乎為零。賽靈思對數(shù)據(jù)中心市場寄予厚望，是為了復(fù)制英偉達(dá)的GPU在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的成功，但是Peng也承認(rèn)，預(yù)測新業(yè)務(wù)發(fā)展的軌跡很難。

　　“我很難預(yù)測它會(huì)怎樣發(fā)展，”Peng說?！斑@是一個(gè)全新的領(lǐng)域，沒有路線圖，對所有人都是全新的。我的意思是說，誰能預(yù)料到英偉達(dá)今日的成功呢?英偉達(dá)自己也沒有預(yù)料到吧!”

　　深度學(xué)習(xí)：訓(xùn)練和推理

　　深度學(xué)習(xí)一度因?yàn)樾枰獦O高的計(jì)算強(qiáng)度而被AI社區(qū)拋棄并掃進(jìn)技術(shù)的垃圾堆，但它現(xiàn)在成為了許多AI應(yīng)用的核心。深度學(xué)習(xí)可以將復(fù)雜任務(wù)進(jìn)行分解，從而使得機(jī)器學(xué)習(xí)成為可能。今天，在某些情況下，一些通過深度學(xué)習(xí)算法進(jìn)行圖像識別訓(xùn)練的機(jī)器甚至可以比人類表現(xiàn)得更好。谷歌的Alpha Go通過深度學(xué)習(xí)，反復(fù)訓(xùn)練并調(diào)整其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，最終在2017年擊敗了全球最棒的圍棋選手柯潔。

　　深度學(xué)習(xí)可以分為兩個(gè)過程：訓(xùn)練和推理。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練是指將數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中，各個(gè)神經(jīng)元都會(huì)為其輸入分配相應(yīng)的權(quán)重。訓(xùn)練是一種計(jì)算密集型任務(wù)，因?yàn)橛?xùn)練算法本身不會(huì)告訴神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)什么才是正確的答案，而是允許它反復(fù)“猜測”，直到它幾乎每次都能夠選擇正確的答案，比如，這張圖片到底是不是貓。

　　在數(shù)字世界里，訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用所學(xué)到的東西開始工作，以一種簡化的應(yīng)用識別說話、圖像、各種疾病，或者建議一個(gè)客戶接下來可能購買的東西等。完全加權(quán)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常是一個(gè)笨重而龐大的數(shù)據(jù)庫。推理過程則簡化所有數(shù)據(jù)，對它進(jìn)行壓縮和優(yōu)化，以在運(yùn)行時(shí)加速性能。谷歌的語音識別、圖像搜索、惡意軟件檢測、垃圾郵件過濾和Netflix推薦引擎等任務(wù)都使用了某種形式的推理。

　　GPU擁有并行計(jì)算能力(能夠同時(shí)處理多個(gè)任務(wù))，已經(jīng)被用于AI訓(xùn)練和推理。但是，推理任務(wù)的性能目標(biāo)和訓(xùn)練任務(wù)有所不同，推理批量輸入的數(shù)據(jù)量較少，以便最大限度減小網(wǎng)絡(luò)的端到端響應(yīng)時(shí)間。比如，基于云的圖像處理任務(wù)需要具備高度響應(yīng)性，以便系統(tǒng)不會(huì)堆積了大批圖像而造成用戶等待上好幾分鐘。因此，高吞吐量對訓(xùn)練任務(wù)更為重要，而低延遲對推理任務(wù)更為關(guān)鍵。Versal等可編程硬件完全符合低延遲、低功耗、高頻的AI推理工作負(fù)荷。

　　AI開發(fā)人員可以利用Versal的異構(gòu)硬件和以軟件為中心的方案。賽靈思這種先行者的發(fā)展空間可能很大，賽靈思和巴克萊分享了對AI市場的預(yù)測，它認(rèn)為AI推理可能比AI訓(xùn)練的市場更大，目前的AI訓(xùn)練市場大部分都被英偉達(dá)的GPU把持著，邊緣節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)中心的推理應(yīng)用則是賽靈思為Versal設(shè)定的目標(biāo)。賽靈思預(yù)計(jì)，該部分市場的規(guī)模將從目前的幾乎為零增長到2023年的接近230億美金。

　　賽靈思-新的英偉達(dá)?

　　過去兩年中，賽靈思積極拓展產(chǎn)品的邊界，除了FPGA，其產(chǎn)品組合加入了幾個(gè)SoC的身影，現(xiàn)在又多了個(gè)ACAP。隨著人工智能、5G和物聯(lián)網(wǎng)開始起飛，賽靈思的ACAP將找到廣闊的應(yīng)用空間。也許幾年后，投資者會(huì)回首當(dāng)下這個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻，正是從賽靈思發(fā)布ACAP起，它開始從一家純粹的FPGA公司蛻變?yōu)橄裼ミ_(dá)這樣的數(shù)據(jù)中心市場主要廠商。

　　賽靈思已經(jīng)扔下戰(zhàn)書，可以期待下英偉達(dá)如何接受挑戰(zhàn)。不過，如果巴克萊/賽靈思對人工智能推理市場估計(jì)有誤，那賭注就太高了。有傳言稱，博通在收購高通失敗后，可能會(huì)將并購重心轉(zhuǎn)向賽靈思。英偉達(dá)過去一直收購圖形和游戲行業(yè)的公司，或許它可以學(xué)一學(xué)英特爾，試著買下賽靈思?