10月9日華為兩顆AI芯片問世;
9月26日英偉達宣布推出全新的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“平頭哥半導體有限公司”;
9月13日蘋果發布新款iPhone XS系列手機搭載A12仿生芯片;
8月31日華為發布AI加持的麒麟980芯片;
最近幾個月,“AI芯片”無疑成為科技界的一大熱門話題,顯卡大戶英偉達、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?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、深度學習的春風吹遍世界各地,各類芯片的頭銜都與AI密不可分。知名市場調研公司ReportLinker預計,到2023年,全球人工智能(AI)芯片市場規模將達到108億美元,復合年均增長率達到53.6%。AI芯片很可能是芯片界的一次變革。
其實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據,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,人工智能分為機器學習和深度學習兩部分,無論是機器學習還是深度學習都需要構建算法和模型,以實現對數據樣本的反復運算和訓練,降低對人工理解功能原理的要求。所以,AI芯片通常要處理規模非常龐大的數據。
芯片類型一覽
那傳統的CPU和GPU難道不能計算這些數據嗎?當然可以,但問題也不少。CPU在處理AI算法時就比較緩慢,比如自動駕駛的車輛需要識別復雜的路況信息,如果慢了幾秒就會發生嚴重的事故,時間就是生命。CPU就不太適合處理這些數據了。
GPU在處理數據時效率雖然提高很多,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CPU和200個GPU,每分鐘的電費高達300美元,其網絡規模還只有人腦的千分之一。假設一盤圍棋的時間為兩小時,這就需要花費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自然是望而卻步的。AI芯片還需廣泛應用于手機中,比如面部識別和語音識別。如果像GPU的功耗情況對于手機來說是不現實的。
總結來說,AI芯片的作用就是就是專注于處理機器學習和深度學習的海量數據,比起傳統的CPUGPU既能提高效率,又可以減少功耗。
兩大應用場景,面向云端與終端
當今AI芯片主要應用于兩大場景:面向大型服務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習,深度學習就意味著需要大量的數據和繁瑣的運算,在云端AI芯片能夠滿足當前算法訓練的要求。比如給一個系統成千上萬種“狗”的圖片,并告訴這個系統這種生物是“狗”,系統經過深度學習之后“知道”了什么是“狗”,之后這個系統就可以判斷一張圖片是不是“狗”了。
所以,云端AI芯片的特點就是性能強大,能夠進行大量運算,并且能夠靈活地支持圖片、語音、視頻等不同AI應用。
終端AI芯片則是面向消費者的智能硬件,AI芯片讓數據處理等操作實現“本地化”,脫離了“聯網”的限制。比如手機,將AI芯片整合在手機CPU中,高通、蘋果、華為都實現了這種整合AI芯片的手機CPU。
終端AI芯片的特點是體積小、功耗小、性能無需特別強大,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器人,智能音箱,手機里的語音助手等設備都配備了終端芯片。
云端英偉達一騎絕塵,終端市場群雄割據
云端AI芯片無論是從硬件還是軟件,已經被各大巨頭控制。2018年5月,市場研究顧問公司Compass Intelligence發布了關于AI芯片最新調研報告。因為目前AI芯片在終端應用較少,所以榜單頭部的排名可以近似的認為就是云端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、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,成中國大陸地區最強芯片廠商。其余六家中國公司分別為:聯發科、Imagination、瑞芯微、芯原、寒武紀、地平線。
英偉達:云端芯片·大佬
英偉達目前占據了全球云端AI芯片一半以上的市場,這僅僅是保守數字。GPU非常適合深度學習,而英偉達正好以GPU稱霸世界,研究人工智能的科學家就沿著GPU自然而然地找到了英偉達。
黃教主則立馬抓住了這個機會,動用數千工程師、投入20億美元,短時間內研發出第一臺專門為深度學習而優化的Pascal GPU。所以,在深度學習大行其道的今天,英偉達變身成了最大贏家。
2018年9月26日,英偉達正式發布最新的TensorRT 3 神經網絡推理加速器。目前使用英偉達的AI技術的公司有很多,其中包括國內的BAT、京東等公司,以及國外的亞馬遜、谷歌、Facebook等公司。
英偉達旗下產品線更是不在少數:自動駕駛汽車、高性能計算、機器人、醫療保健、云計算、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。
為了加強在人工智能芯片領域的實力,英特爾以 167 億美元收購 FPGA 生產商 Altera ,以 153 億美元收購自動駕駛技術公司 Mobileye,以4億美元收購深度學習初創企業Nervana Systems以及機器視覺公司 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品面世。用英特爾自己的話說,其要建立一個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。