2022年AI芯片行業(yè)需要關(guān)注的5個關(guān)鍵應(yīng)用和趨勢

人工智能(AI)應(yīng)用已經(jīng)變得比許多人幾年前想象的更加融入商業(yè)成功的結(jié)構(gòu)中。僅在去年一年，人工智能創(chuàng)新就掀起了許多大浪潮，從人工智能和計算機視覺技術(shù)的進步，到數(shù)據(jù)中心的現(xiàn)代化和專業(yè)化的人工智能芯片，再到人工智能設(shè)計這些芯片。這些里程碑式的進展正為該行業(yè)帶來令人興奮的機遇。

這場人工智能革命也推動了對全新一代人工智能芯片系統(tǒng)(soc)的需求。到2026年，人工智能芯片組的全球市場價值預(yù)計將從2019年的80億美元增長到700多億美元，因為具有機器學(xué)習(xí)能力的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的激增和智能城市的發(fā)展推動了市場。隨著2021年第三季度創(chuàng)下179億美元的全球融資新紀(jì)錄，投資者已經(jīng)將創(chuàng)紀(jì)錄的資金投入人工智能創(chuàng)業(yè)公司，這反映出全球?qū)θ斯ぶ悄艿膹V泛需求。

新的一年帶來了新的目標(biāo)、機遇和挑戰(zhàn)。隨著美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)努力解決供應(yīng)鏈限制、全球芯片短缺以及2019冠狀病毒疾病的經(jīng)濟影響，同時也在探索“元宇宙”的可能性，將智能整合到底層硅的日益增長的愿望使得每個組織都想公平分享人工智能蛋糕。

那么，明年人工智能將面臨怎樣的挑戰(zhàn)呢？請繼續(xù)閱讀我們對2022年人工智能下一步行動的五個關(guān)鍵預(yù)測。

1. 人工智能對芯片設(shè)計的影響將繼續(xù)增長

隨著更多的工作負(fù)載需要先進的人工智能處理水平來驅(qū)動智能功能，對高能效、高速運算的專用芯片的需求，將使強大的人工智能芯片設(shè)計變得至關(guān)重要。一種新型的設(shè)計工具可以從迭代中學(xué)習(xí)并利用芯片設(shè)計環(huán)境中的數(shù)據(jù)，從而在生產(chǎn)率和成本效率方面提供了一個飛躍。人工智能的破壞將不僅為半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)者開啟新的機遇，也為那些通常擁有較小的團隊或更有限的財政資源、以前沒有被視為提供令人興奮的硅解決方案的芯片設(shè)計巨頭的公司開啟新的機遇——從某種意義上講，這將平衡競爭環(huán)境，并創(chuàng)造一種全球經(jīng)濟中利用人工智能芯片設(shè)計的公司的對稱性。

設(shè)計未來的人工智能硬件需要芯片設(shè)計技術(shù)的革命。2021年，敢于投資數(shù)據(jù)中心市場的公司見證了巨大的收益，并展示了令人印象深刻的技術(shù)能力，增加了對專用 AI 芯片的需求，以前所未有的速度籌集 AI 資金。隨著 gpu 繼續(xù)成為數(shù)據(jù)中心市場培訓(xùn)的主導(dǎo)架構(gòu)，我們預(yù)計這種增長將繼續(xù)下去，并看到超級擴張者選擇下一代 ai 輔助設(shè)計系統(tǒng)，以大規(guī)模探索性設(shè)計工作流程，同時自動化不那么重要的決策。公司將開始為他們的芯片設(shè)計需求，轉(zhuǎn)向云-一個勝利的額外容量，更快的周轉(zhuǎn)時間，和高質(zhì)量的應(yīng)用程序優(yōu)化設(shè)計。

2. 智能機器人將在智能萬能時代帶來巨大的機遇

隨著越來越多的設(shè)備連接到云端，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)繼續(xù)為大規(guī)模推動現(xiàn)實世界應(yīng)用的行業(yè)提供巨大的利益。一個相對較新的縮寫詞，結(jié)合了人工智能和物聯(lián)網(wǎng)的力量，AIoT 承諾一個更智能，智能，連接的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，可以處理和計算大量的數(shù)據(jù)量以前不可能使用傳統(tǒng)的處理方法。

隨著處于物聯(lián)網(wǎng)邊緣的技術(shù)(如增強智能和元宇宙的發(fā)展)的出現(xiàn)，大公司將重新調(diào)整戰(zhàn)略，把重點放在處理實時數(shù)據(jù)最有意義的地方，并投資于人工智能創(chuàng)新，以利用 AIoT 設(shè)備的增長。

3. 三個關(guān)鍵的應(yīng)用程序?qū)⑼苿尤斯ぶ悄艿陌l(fā)展

有三個明顯的市場贏家將優(yōu)先使用更多的人工智能來生產(chǎn)更好的芯片: 高性能計算(HPC)、自動化設(shè)備和醫(yī)療保健。

高性能計算機市場已經(jīng)并將繼續(xù)推動人工智能芯片的主要投資，這導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心需要專用芯片來執(zhí)行超過一萬億個節(jié)點的人工智能工作負(fù)載的計算。在這一領(lǐng)域，我們看到越來越多的公司為汽車行業(yè)以及各種自動化機器設(shè)計人工智能芯片——從工業(yè)機器到自動化機器人以及無人機等空中機器。由于大數(shù)據(jù)和連接所有東西的愿望，設(shè)計團隊將需要經(jīng)過硅驗證的 IP 解決方案，用于跨越各種應(yīng)用的復(fù)雜集成電路，這一領(lǐng)域在供應(yīng)鏈緊張的情況下，將在2022年繼續(xù)增長。

對于一個持續(xù)適應(yīng)2019冠狀病毒疾病流行病的世界來說，人工智能在醫(yī)療保健和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的結(jié)合帶來了許多機會，尤其是在診斷和醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域。雖然計算要求可能不像數(shù)據(jù)中心那樣極端，但是圍繞數(shù)據(jù)保護、安全和實時分析的獨特要求需要一個本地化的環(huán)境，這個環(huán)境對于在現(xiàn)場評估和執(zhí)行分析是至關(guān)重要的。從今天的人工智能加速器到明天的認(rèn)知系統(tǒng)，這三個市場將見證公司和投資者對人工智能的興趣日益增長，推動人工智能在芯片設(shè)計和設(shè)備中的無縫集成。

4. 更多非傳統(tǒng)公司將加倍投入芯片設(shè)計

如果說2021年給了我們什么教訓(xùn)的話，那就是人工智能重塑芯片設(shè)計前景的潛力的快速發(fā)展，已經(jīng)讓幾乎每一家科技公司都在考慮加入芯片設(shè)計行列。蘋果最近發(fā)布了令人印象深刻的內(nèi)部開發(fā) M1 Max，展示了可以整合多個強大的計算組件，并為臺式設(shè)備和其他設(shè)備提供行業(yè)中最強大的芯片的純粹創(chuàng)新。非傳統(tǒng)半導(dǎo)體公司加大自己定制的專用集成電路(asic)開發(fā)力度的速度，促使它們仔細(xì)研究內(nèi)部開發(fā)硅的競爭優(yōu)勢，尤其是在它們所服務(wù)的關(guān)鍵市場快速增長的背景下。

這些激勵包括最大限度的數(shù)據(jù)控制和減少速度、洞察力、決策和結(jié)果之間的延遲。盡管建立一支世界級的芯片設(shè)計團隊已成為創(chuàng)造和保護知識產(chǎn)權(quán)的重要途徑，但隨著發(fā)展迅速擴展到新的市場，企業(yè)將越來越難以吸引和留住技術(shù)熟練的勞動力。

5. 在整個系統(tǒng)堆棧中建立信任將變得至關(guān)重要

無論是為自動駕駛汽車提供人工智能支持的系統(tǒng)，還是進行金融交易，抑或是做出芯片設(shè)計決策的人工智能工具ーー所有這些參數(shù)都要求我們相信，這些決策將帶來更好的結(jié)果和生產(chǎn)力，而不是導(dǎo)致嚴(yán)重的規(guī)格缺陷、程序延遲或?qū)蛻舻呢攧?wù)影響。這將使公司在硬件基礎(chǔ)設(shè)施中優(yōu)先考慮不同級別的信任，從而為遠(yuǎn)程設(shè)備管理、服務(wù)部署和生命周期管理創(chuàng)建安全通道(因此，確保整個系統(tǒng)堆棧對于最終客戶而言是可信的，而不僅僅是軟件)。

隨著人工智能在計算應(yīng)用中越來越普遍，對系統(tǒng)各個層次的高級信任和安全性的需求也會越來越大，尤其是在設(shè)計和集成階段。到目前為止，人工智能硬件與軟件相比還不是很重要。但隨著信任鏈在當(dāng)前供應(yīng)鏈環(huán)境中變得尤為重要，企業(yè)將需要一個貫穿整個工作流程的可信任鏈。

最終，所有這些預(yù)測都將受到更快的計算速度、更高的智能、更高效地處理更大的數(shù)據(jù)量以及我們使用的產(chǎn)品中更多功能的自動化的需求驅(qū)動。隨著人工智能滲透到企業(yè)中，大膽的新硬件架構(gòu)和明確的人工智能戰(zhàn)略將成為創(chuàng)新和人工智能與軟件系統(tǒng)無縫集成的核心推動力。在 Synopsys，我們致力于讓技術(shù)變得更智能、更安全，從硅到軟件，并在未來幾年繼續(xù)投資于加速具有顛覆性的人工智能驅(qū)動設(shè)計解決方案的發(fā)展。