与传统芯片相比,AI芯片究竟有何特别?

李倩 发表于 2018-05-09 09:28:02 收藏 已收藏
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与传统芯片相比,AI芯片究竟有何特别?

李倩 发表于 2018-05-09 09:28:02

46年前,先驱者10号驶向太空,成为人类历史上第一个驶出太阳系的探测器——以这个人类探索未知宇宙的故事开场,昨天下午,寒武纪创始人兼CEO陈天石发布了其最新产品,寒武纪1M智能处理器芯片及首款云端智能芯片MLU100。这两款产品的发布,也意味着寒武纪成为中国首家同时拥有终端和云端智能处理器产品的公司。

此前,另一家明星创业公司——地平线,也发布了中国首款全球领先的嵌入式人工智能视觉芯片。正在举行的北京国际车展上,地平线还展示了其自动驾驶计算平台Matrix 1.0。该计算平台主要在高级别自动驾驶场景中使用,搭载了地平线今年将会推出的新一代自动驾驶芯片架构。地平线创始人余凯透露,其自主研制的处理器已经卖到了美国,具体进展将会陆续公布。

初创公司抢占AI芯片赛道

过去一年,AI芯片领域热闹非凡。目前,中国已经涌现地平线、寒武纪、深鉴科技、中天微等一批明星初创企业。数据显示,仅去年下半年,在芯片制造巨头台积电的生产线上,就有超过30家AI芯片排队等待流片。

与传统芯片相比,AI芯片究竟有何特别,吸引创业者、资本纷纷涌入?

“如果要用通用处理器搭建一个人脑规模的神经网络,可能需要建一个电站来给它供电。”中科院计算所研究员陈云霁解释,由于计算架构不同,在处理人工智能计算时,AI芯片相比传统处理器性能强、功耗低。几年前,谷歌的人工智能Alpha Go下一盘棋动用了1000个CPU和200个GPU,每分钟的电费就高达300美元,而其网络规模还只有人脑的千分之一。

“寒武纪的芯片放在我们的机器上,能效比提升了30倍,这在业界是很惊人的跨越。”作为寒武纪的合作伙伴,中科曙光负责人也在昨天的发布会介绍选用寒武纪芯片的效果。

今年年初,清华大学微纳电子系团队宣布研发出“思考者”(Thinker)芯片,该芯片独特之处就在于低能耗驱动——8节五号电池就能够满足该芯片一年下来的耗电量。除此之外,“思考者”可动态调整自身的计算和记忆要求,从而适应设备中的软件在运行时所需的条件。“用CPU(中央处理器)跑深度学习(人工智能的一种技术术语)也不是不行,但就像老爷车,它需要的是跑车。”一位业界人士如是比喻。随着传统架构下的芯片物理极限逼近天花板,AI芯片一时引来各方关注。

没有输在起跑线上

向AI芯片发力的当然不只是中国。随着个人电脑芯片需求量下滑,近几年走上下坡路传统芯片巨头英特尔,也启动了向人工智能芯片的转型。除了传统芯片巨头,互联网巨头谷歌、新能源汽车科技公司特斯拉、社交网络鼻祖Facebook也纷纷开始涉足芯片。一时间,新锐力量与老牌企业同场厮杀,AI芯片迎来群雄逐鹿。

不过,相比与国外领先水平相差十余年甚至更多、在追赶巨头时遭遇生态壁垒等诸多阻碍的传统芯片行业,初创型AI芯片企业显然并无这样“输在起跑线”的压力。不少声音认为,AI芯片领域蕴藏着“中国芯”弯道超车的好机会。

一般来说,AI芯片指的是专门针对AI算法做加速处理的芯片。过去几年,经过多年研发的国产CPU龙芯,曾因技术架构、应用软件与现有巨头垄断的体系不互通而屡屡遭遇联想等国内设备厂商的残忍拒绝。而昨日,曙光公司宣布发布搭载寒武纪云端智能芯片的服务器产品。此前,寒武纪发布的世界首款智能终端处理器推出仅一年,就已经在4款华为手机上应用。

“新老”国产芯片势力迥异的境况,与前者提早开始生态布局不无关系。寒武纪透露,其芯片研制从核心指令集、架构到软件生态,都建立在自有知识产权基础上。在去年寒武纪首次公开亮相的发布会上,除了介绍自身的芯片产品,寒武纪花了很长时间介绍一长串的合作企业。“我们不光是卖芯片,还会把基于我们指令集、开发库、编译库的一整套解决方案交给用户。”地平线副总裁贾志鹏说。

业界分析,AI芯片全球起步时间几乎同步,此时,人工智能领域尚未出现“独步天下”的国际巨头。在此基础上,国内厂商建立芯片应用生态、寻求合作伙伴之路才不会过于荆棘丛生,这也是新生代国产芯片选手们谋求“弯道超车”占据的“天时”优势。

人工智能产业对大数据的渴求也给中国初创企业创造了机会。曾在老牌半导体企业工作十余年的地平线副总裁张永谦认为,国外无论是算法公司还是芯片公司,都很难获得中国的大数据,市场、数据、应用场景都扎根在中国本土。以自动驾驶为例,国外与中国的路况差异极大,这意味着需要进行大量数据训练、深度学习的自动驾驶人工智能,巨头并无优势。“从这一点来看,中国本土企业显然更有优势。”

去年10月,地平线宣布获得英特尔领投的近亿美元融资。把自己的发展方向定位为“AI时代英特尔”的这家中国本土人工智能芯片初创企业,收获了来自行业巨头真金白银投资的“示好”。

警惕“全民造芯”虚火

清华大学微电子所所长魏少军认为,现在AI芯片已经存在被过度“炒作”的隐忧。他认为,目前还没有出现像CPU(中央处理器)一样的AI通用算法芯片,AI的杀手级应用还没出现,未来这个产业还有很长一段路要走。魏少军甚至预言,在未来2到3年内,AI芯片行业一定会经历一个低潮,“今天的一部分、甚至大部分创业者都会成为技术变革的先烈。”

除了AI芯片有过热嫌疑,芯片制造也进入了奋进期。中科院6寸平面光波导晶圆生产线落地成都,紫光集团460亿美元成都、南京建设两大半导体基地,总投资100亿美元的华虹集成电路研发和制造基地项目无锡开工……据不完全统计,目前全国在建的芯片生产线达16条。

北京经济技术开发区投促局副局长李冬明提醒,芯片产业是极为典型的“三密”行业:人才密集、技术密集、资金密集。在有限的时间、资源背景下,对芯片领域的投入须谨防盲目蜂拥而上,而应瞄向我国需求量大、亟待突破的关键领域重点突破。此时,政府宏观调控与有序引导必不可少。

值得注意的是,在资本争相投入的领域之外,我国在芯片设计、制造领域还存在不少盲点、弱点区域。例如,由于金融IC芯片认证等问题,我国国内银行IC卡芯片基本上被NXP等国外芯片厂垄断;芯片设计领域迎来华为、阿里等巨头争相重金布局,但芯片设计软件等基础工具仍然被美国垄断。

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