何為AI芯片,AI芯片被稱為加速器或計算卡,即專門用于處理人工智能應用中的大量計算任務的模塊(其他非計算任務仍由CPU負責)。
據市場研究公司Compass Intelligence發布的上半年研究報告顯示,在全球前24名的AI芯片企業排名表中,英偉達(Nvidia)、英特爾(Intel)以及IBM(NPU)分別位列前三名,中國公司占據了七個席位,最高名次是排行第12的華為。
困局之中破局是唯一的出路,AI芯片可能就是那個突破口。作為計算芯片的一種,它正在對傳統(計算)芯片發出挑戰。
AI芯片是趨勢使然
根據摩爾定律,當價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。如何在相同的面積內放入更多的元器件?這對于制作工藝而言是一個極其大的挑戰,而這一工藝的提升速度是緩慢且艱難的。因此,在算力、性能等方面,當前的集成電路相當于到了一個“瓶頸期”。
與此同時,AI逐步發展并落地,面對海量數據的實時采集和處理,“算力”成為了一項至關重要的必備條件。然而當前的AI算法訓練、推理等,還是依賴英偉達、高通等廠商提供的傳統芯片。但是,不管是高通驍龍系列,亦或是英偉達GPU等傳統芯片,其當初被研發出來的目的并不是針對AI算法,這也就意味著,在AI算法加速方面,它們多是“心有力而余不足”的。
如果說在傳統芯片領域,我國“反超”的機會不大,且消耗的多項成本過高,那么“AI”芯片的大面積布局,將是此領域關乎國家戰略層面的重要機遇。也由此在風起云涌間,傳統芯片與AI芯片難免狹路相逢。
AI芯片尚有短板
相比于針對算法而研發的AI芯片,不管是算力還是功耗,包括GPU等在內的傳統芯片在內的傳統芯片都無法相比。盡管AI芯片來勢洶洶,但短板也非常明顯。
事實上,目前還沒有出現像CPU一樣的AI通用算法芯片,一劍封喉的應用還沒出現。首先,AI芯片的量產問題是頭部短板。不同于已經定性的傳統芯片,AI芯片從架構到設計等多個層面都會是一種全新的顛覆。當前,雖有幾家初創公司表示他們的產品已經實現了一種量產,但最終多是應用于自身產品和產業鏈,算不得真正的量產。
其次,AI芯片的工作只是加速AI算法,但在整個主板上,這只是芯片所要計算的一部分。于其他方面,還有更多的計算工作,而它們中間的多數,并不需要AI芯片的介入,比如數據存儲等等。
當然,主流架構探討、算法通用可實現性、剛需應用場景等也是AI芯片需要攻克的問題。
短期之內,如英偉達這樣的芯片行業巨頭,其GPU因為算力尚且能夠滿足當前AI算法加速的需要,雖然耗能表現不佳,但是出于產業的需求,仍然是占據了當前市場的主要份額。
結論:時代更替,迎來發展預期
不管是CPU、GPU等傳統芯片,還是AI芯片,它們出現的根因皆是因為市場有了新需求,繼而才會形成趨勢,最終落實為產品。這其中,有著時代的更迭,也有著技術的進步。
這方面,AI芯片本身就是一個典型的案例。因為計算的需要,人們開始研發芯片,從而誕生了CPU、GPU等。之前很長一段時間內,CPU一直做著主要的任務處理和數據計算工作。之后隨著AI的出現,CPU的算力遇到了挑戰。反之,因為并行運算架構,以往并不起眼的GPU開始煥發光彩。不過,它們終究不是為AI算法而定制的,也因此,迎合產業需求發展的AI芯片出現了。
長遠來看,出于對算力、功耗等多方面的考慮,就AI算法加速方面,AI芯片取代傳統芯片是一個必然的結果。屆時,AI芯片或將與CPU、GPU等一起集成到一個完整的處理器中,諸如寒武紀NPU被集成至麒麟970一般,又或者,AI芯片也將作為獨立處理器存在,這一切目前還是未知數。
目前,不管是在技術上還是質量上,我國AI芯片都達到了較高的水準。如今,國家投入大量人力、物力、財力,推動AI芯片不斷創新和發展,使其走上世界前列。我們不妨可以大膽試想,一旦AI芯片實現量產,一方面符合智能時代產業發展的需求之外,另一方面將在芯片產業中獲得一定的話語權,在當前核心技術缺失的情況下實現“拐彎加速”。