AI芯片群雄争霸设计面临四大挑战

2019年05月15日 来源:

2018年以来,不少以算法为主的语音、视觉、自动驾驶等公司也开始研发AI芯片,将算法和芯片进行更好的结合,来针对多样化的场景,未来软硬结合将会是趋势。

随着深度学习和AI运用的不断演进,近两年AI芯片厂商不断出现,加之贸易摩擦中芯片概念的普及,2018年的AI芯片领域持续火热。在国内,贴上AI芯片标签的公司已经超过40家,其中的佼佼者们获得不菲融资。

尽管目前AI在行业应用方面的渗透有限,但是算力的供需还是不平衡。近日,华为智能计算业务部总裁邱隆就向21世纪经济报导表示:原来由摩尔定律驱动的计算产业,面对爆发式的计算需求无以为继。摩尔定律在正常的时候,以每年1.5倍增长,50%的算力增长,在过去几年间,每年的算力实际增长只有10%。人工智能在过去几年间,算力增长了30万倍,至少每一年我们的算力要增长10倍。

这意味着人工智能除了算法外,对算力也存在强大的需求。面对增多的B端应用场景,也有更多的AI芯片公司加入角逐。从功能角度细分,AI芯片可分为训练芯片和推理芯片,在训练方面,目前英伟达独树一帜,但是在推理方面,可选择的芯片种类不只是GPU,还有FPGA(现场可编程门阵列)、ASIC(专用集成电路)等。在各个分类中,芯片巨头们各有千秋,接下来还要考验落地情况。

群雄混战

芯片目前主要是提供算力支持,2018年,AI芯片大厂和创业公司们均有不少新动作。

的玩家当属英伟达和英特尔。英伟达的GPU捉住了计算设备需求的关键时机,在图形渲染、人工智能和区块链领域的计算表现突出,希望成为真正的算力平台,其中,英伟达在训练方面的代表芯片就是Tesla V100。由于英伟达GPU布局AI的时间早于英特尔、赛灵思等公司,整体生态较为完整,产品在IT公司中得到广泛运用。

英特尔则通过收购案来弥补AI芯片的赛道:2015年167亿美金收购FPGA巨头Altera。FPGA在云计算、物联、边沿计算等方面有很大的潜力。随着5G浪潮的到来,物联的数据分析及计算需求会暴增,物联的接入节点至少是数百亿级的范围,比规模要高出个数量级。物联的典型需求是需要灵活使用算法的变化,这是FPGA的强项,FPGA可以通过自身结构的改变来适应定制化计算场景的需求,能为不同类型的设备提供高效芯片。

同时,英特尔还收购了Nervana,计划用这家公司在深度学习方面的能力来对抗GPU,Nervana的版深度学习芯片将在2019年量产。此外,英特尔还收购了视觉处理芯片初创公司 Movidius、自动驾驶公司Mobileye。

算法巨头谷歌则另辟蹊径,以ASIC类型的芯片来满足本身需求。具体来看,谷歌的TPU通过脉动阵列(systolic array)这1核心架构来提升算力,2018年发布的TPU3.0版本采用8位低精度计算节省晶体管,速度能加快100PFlops(每秒1000万亿次浮点计算)。

再看国内,华为在2018年10月发布了两颗AI芯片昇腾910(max)和昇腾310(mini)。昇腾910主要用于云端计算,其半精度算力到达了256 TFLOPS,预计将于2019年第二季度量产;昇腾310用于终端低功耗场景,拥有8TFLOPS半精度计算力,目前已经量产,但是其实不对外销售。

国内的明星初创企业也纷纷获得投资或收购。2018年中,寒武纪推出面向数据中心市场云端智能芯片 MLU100,浪潮、联想、曙光的AI服务器产品将搭载MLU100 芯片。但是在端,华为麒麟芯片将用达芬奇架构代替寒武纪架构。另一家公司地平线选择自动驾驶的场景,奥迪是其合作伙伴。产品包括基于朝阳2.0处理器架构的XForce边沿AI计算平台、基于征程(Journey)2.0 架构的地平线 Matrix 自动驾驶计算平台、核心板旭日X1600、智能摄像机解决方案等。

深鉴科技则在2018年被赛灵思收购,价格约3亿美元。深鉴科技一方面提供基于神经络深度紧缩技术和DPU平台,为深度学习提供端到端的解决方案。另一方面通过神经络与FPGA的协同优化,提供高性价比的嵌入式端与云端的推理平台,已应用于安防、数据中心、汽车等领域。

挑战与趋势

整体而言,英伟达的实力在梯队,但是竞争者众多,除了上述企业外,AMD、高通、联发科、3星等公司均在AI芯片上有所布局,并且战况愈发激烈。

不过,目前在AI芯片领域没有哪一家占据优势,集邦咨询向21世纪经济报道表示:初创企业方面,就我们的视察,毕竟仍在草创阶段,客户的采用意愿,和导入后,终端市场的接受状况,将是未来需要观察的地方。总结来看,还是国际芯片大厂的布局速度较快。

从国内和国外的角度看,一位AI业内人士告诉21世纪经济报道:国内外主要是技术结构上的差距,底层技术科学上和国外的差距显著,但是运用层面上差距不大,乃至有创新的应用点。很多AI芯片公司通过定制化服务小规模客户,针对B端场景进行开发,比如专门处理语音、图象。

同时,AI芯片也面临很多挑战,杜克大学教授陈怡然就曾提到,AI芯片在设计方面有四大挑战。

其一是大容量存储和高密度计算,当神经深度学习络的复杂度越来越高的时候,参数也会愈来愈多,怎么处理是一大难题;第二个挑战是要面临特定领域的架构设计,由于场景越来越丰富,这些场景的计算需求是完全不一样的。怎样通过对于不同的场景的理解,设置不同的硬件架构变得非常重要。

第三个挑战是芯片设计要求高,周期长,成本昂贵。从芯片规格设计、芯片结构设计、RTL设计、物理版图设计、晶圆制造、晶圆测试封装,需要2到3年时间,正常的时间里软件会有一个非常快速的发展。但是算法在这个期间内将会快速更新,芯片如何支持这些更新也是难点。

第四个挑战是架构及工艺。随着工艺不断的提升,从90纳米到10纳米,逻辑门生产的本钱到变得饱和。或许在速度上、功耗上会有提升,但单个逻辑生产的成本不会再有新的下落。这种情况下如果仍然用几千甚至上万个晶体管去做一个比较简单的深度学习的逻辑,在本钱上是得不偿失的。

在芯片的产业链中,生产环节主要依托台积电、格芯等芯片代工厂商。但是国内在设计领域逐步前进,并且AI专用芯片相对于CPU、GPU来讲难度没有那么大,因此不少创业公司也为自己精通的行业定制AI芯片。

2018年以来,不少以算法为主的语音、视觉、自动驾驶等公司也开始研发AI芯片,将算法和芯片进行更好的结合,来针对多样化的场景,未来软硬结合将会是趋势。

经期延长可以吃点什么
经期延长可以吃什么调理
经期延长吃什么
相关文章
  • 一年级考试成绩出炉学童爸妈各有育儿妙招
    一年级考试成绩出炉学童爸妈各有育儿妙招

    搜狐娱乐讯 学童们各显神通的应付完一场考试后,只等分数出炉。无奈又到周末,分数怎么藏也逃不脱爸妈的火眼金睛。那么,面对学童们的分数,爸妈们又会持什么样的态度?本周五晚22:00,看学童爸妈各自的育儿妙招,让小宝贝们再也不用担心考试分数了。“太...

  • 广东出台新规鼓励实名举报贪腐承诺限时办结
    广东出台新规鼓励实名举报贪腐承诺限时办结

    广东出台新规鼓励实名举报贪腐 承诺限时办结新华广州3月31日电( 孔博) 31日从广东省纪委了解到,《广东省纪检监察机关处理实名举报暂行办法》将于4月1日起实行。举报人实名向纪检监察机关检举、控告党员、党组织及行政监察对象违纪违法问题的,将得到优先办...

  • 昆明公交车连环爆炸侦破纪实元凶报复社会
    昆明公交车连环爆炸侦破纪实元凶报复社会

    公交车连环爆炸案:“7·21”的昆明记忆同一天同一条公交车线路上的两起爆炸,2死14伤,定格成昆明2008年7月惊悚的记忆。尽管警方悬赏在3天内从10万元提升到了30万元,有价值的线索依然像大海捞针。幸运的是,5个月之后,发生在平安夜上午的另一场爆炸,意外...

  • 如何养肾女性常见的四种养肾水果
    如何养肾女性常见的四种养肾水果

    中医以为,肾有藏精、主生长、发育、生殖、主水液代谢等功能,被称为ldquo;先天之本rdquo;。肾亏精损是引起脏腑功能失调。下面就为各位女性来介绍四种常见的养肾水果。一、葡萄从营养价值来看,葡萄不仅含有矿物质钙、钾、磷、铁和多种维生素,还含有多种人...

  • 涨停板敢死队今日或爆炒这几只股票19
    涨停板敢死队今日或爆炒这几只股票19

    搜狐财经每日精选涨停板敢死队追捧的个股,供投资者决策。【今日重点】中证500期指大涨6.81% 中小盘股有机会润和软件:重组拟22亿并购同行联创智融润和软件发布重组预案称公司拟以发行股份及支付现金方式收购联创智融100%股权,并募集配套资金。公相关公司股...

  • 法配合劳教改革探索完善轻微刑案快审快结机制
    法配合劳教改革探索完善轻微刑案快审快结机制

    周强要求,各级法院要建立健全重大敏感案件审理监督指导和舆情应对机制,确保重大敏感案件的审理取得良好的法律效果和社会效果,促进服刑人员积极改造。周强指出,要积极稳妥推进涉诉信访改革,提升涉诉信访工作的信息化水平,加强同检察机关的协调配合...