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AI芯片迎來“寒武紀大爆發(fā)”,全球爭奪產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)權(quán)戰(zhàn)火燃起

科技云報道.

5億年前,在地質(zhì)學(xué)上被認為是寒武紀的開端。這一時期,幾乎現(xiàn)今所有動物類群的祖先集中出現(xiàn),被古生物學(xué)家稱作“寒武紀生命大爆發(fā)”。隨著人工智能的發(fā)展,各類智能終端乃至整個市場,對底層基礎(chǔ)芯片的要求也發(fā)生了根本改變,處理器性能與需求之間出現(xiàn)了巨大的市場缺口,人工智能的核心AI芯片迎來“大爆發(fā)”時代。包括NVIDIA、Intel等老牌半導(dǎo)體巨頭以及Cerebras Systems、Wave Computing、寒武紀等明星AI芯片初創(chuàng)公司,都在競相開發(fā)AI算法專用芯片?!?/p>

在2016-2017的時間里,先后發(fā)生了這樣幾件大事:NVIDIA股價再度上漲超過4倍,繼續(xù)領(lǐng)漲美國科技股、軟銀宣布將以243億英鎊(約合320億美元)收購英國芯片設(shè)計公司ARM、Intel收購視覺芯片公司Movidius、Intel宣布以153億美元收購Mobileye、國內(nèi)人工智能芯片明星公司寒武紀宣布A輪融資高達1億美元,成為全球AI芯片領(lǐng)域首個獨角獸。

近日,博通提出一項針對高通的1030億美元主動收購要約,如果這項交易完成,合并后的公司將在全球半導(dǎo)體行業(yè)的市場份額位列第三位,僅次于英特爾和三星,并將對整個芯片行業(yè)產(chǎn)生重大影響。一切跡象均表明,在人工智能算法技術(shù)推動的大背景下,新一輪芯片半導(dǎo)體行業(yè)在資本與技術(shù)市場上的博弈剛剛開始。

瞄準深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片成AI競爭焦點領(lǐng)域

第三方機構(gòu)晨星報告顯示,2021年,人工智能芯片市場總價值將達200億美元。TechNavio預(yù)測,到2021年,全球人工智能芯片年均復(fù)合增長率將超過54%。秉持各自的技術(shù)路徑,芯片領(lǐng)域的巨頭們紛紛入局這場硝煙尚未完全燃起的戰(zhàn)爭。可以預(yù)見,AI芯片的戰(zhàn)場又將是一片狼煙混戰(zhàn)。

在AI芯片這場混戰(zhàn)中,深度學(xué)習(xí)成為焦點領(lǐng)域。從芯片處理結(jié)構(gòu)看,整個環(huán)節(jié)分為訓(xùn)練(Training)算法和利用算法推理(Inference)結(jié)論兩個部分。訓(xùn)練是人工智能的基礎(chǔ),構(gòu)建應(yīng)用的關(guān)鍵。

在這一環(huán)節(jié),Intel利用Xeon Phi處理器與NVIDIA的GPU直面競爭,并通過多項收購擴大產(chǎn)品布局。圍繞兩家巨頭的競爭,Google和AMD雖有心殺入戰(zhàn)局,但仍在邊緣,而更小的創(chuàng)業(yè)者則仍處于探索階段。推理層則表現(xiàn)出了群雄大亂斗的場景,一些沒有芯片研發(fā)背景的公司也紛紛加入戰(zhàn)局,去爭搶市場盤子高達200億美元的未來。

作為深度學(xué)習(xí)的重要載體,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片正受到全球科技巨頭的高度關(guān)注。比如英特爾正在研發(fā)的自我學(xué)習(xí)神經(jīng)元芯片Loihi引起業(yè)界關(guān)注。Loihi可以模擬出人類大腦的功能,集成超過13萬個神經(jīng)元和1.3億個突觸,用以復(fù)制神經(jīng)的方式進行運算和思考,不需要以傳統(tǒng)的方式進行訓(xùn)練,就能實現(xiàn)自我進化和決策。與通常用于訓(xùn)練人工智能系統(tǒng)的芯片相比,Loihi芯片的能效提升了1000倍。

在中國,寒武紀科技公司于11月6日發(fā)布了新一代人工智能芯片,包括:面向低功耗場景視覺應(yīng)用的寒武紀1H8、擁有更廣泛通用性和更高性能的寒武紀1H16,以及可用于終端人工智能產(chǎn)品的寒武紀1M。

三種芯片采用與“阿爾法狗”類似的深度學(xué)習(xí)技術(shù),模擬大腦的神經(jīng)元和突觸,一條指令即可完成一組神經(jīng)元的處理,力爭在未來3年占有中國高性能智能芯片市場30%的份額,并使全世界10億臺以上的智能終端設(shè)備集成有“寒武紀”終端智能處理器。

另外兩款高性能機器學(xué)習(xí)處理器芯片“MLU100”和“MLU200”初露崢嶸。這兩款芯片主要服務(wù)于服務(wù)器端的智能處理需求,分別偏重于推理和訓(xùn)練兩個用途。有別于“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器”(NPU),寒武紀科技云端芯片產(chǎn)品線使用全新的命名“機器學(xué)習(xí)處理器”(MLU)。這顯示出寒武紀未來的芯片產(chǎn)品將全面支持多樣化的機器學(xué)習(xí)應(yīng)用,而不僅僅是常見的深度學(xué)習(xí)。

科技巨頭搶先一步 國內(nèi)基礎(chǔ)科研與產(chǎn)業(yè)短板亟待完善

對于人工智能這個戰(zhàn)略制高點,國際科技巨頭早已開始搶占。2010年NVIDIA就開始布局人工智能產(chǎn)品,2014年宣布了新一代PASCAL GPU芯片架構(gòu),這是NVIDIA的第五代GPU架構(gòu),也是首個為深度學(xué)習(xí)而設(shè)計的GPU,它支持所有主流的深度學(xué)習(xí)計算框架。

2011年,仍在谷歌就職的吳恩達將NVIDIA的GPU應(yīng)用于谷歌大腦中取得驚人效果,結(jié)果表明12顆GPU可以提供相當于2000顆CPU的深度學(xué)習(xí)性能。之后各地人工智能研究人員紛紛使用GPU來加速AI算法,GPU也成為目前最主流的AI芯片。

去年,谷歌推出了其自主芯片TPU,并成功幫助升級版的“阿爾法狗”戰(zhàn)勝中國圍棋選手柯潔,它與GPU相比,用較低的精度提高性能,功耗下降到GPU的10%。

老牌芯片企業(yè)Intel也通過收購以色列公司Nervana布局人工智能芯片。2016年上半年,NVIDIA又針對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過程推出了基于PASCAL架構(gòu)的TESLA P100芯片以及相應(yīng)的超級計算機DGX-1。對于TESLA P100,NVIDIA首席執(zhí)行官黃仁勛稱這款GPU的開發(fā)費用高達20億美元。

人工智能的根本是智能芯片,離開芯片沒有第二種實現(xiàn)人工智能的方法,未來10年將成為AI芯片發(fā)展的機遇期和產(chǎn)業(yè)主權(quán)的激烈爭奪期。

從頂層設(shè)計來看,中美有近乎相仿的重視程度。美國和中國政府都把人工智能當作未來戰(zhàn)略的主導(dǎo),出臺發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃,從國家戰(zhàn)略層面進行整體推進。

但在應(yīng)用系統(tǒng)中,美國走的較遠,已經(jīng)開始將AI裝備到軍事領(lǐng)域。中國雖躋身全球第一梯隊,但在基礎(chǔ)算法和理論研究方面,與美國還有很大差距。可以說,中國在人工智能和芯片的應(yīng)用上跟美國處于同一個水平線,但在基礎(chǔ)方法研究方面仍然處于落后地位。

目前,包括Google、Facebook、Microsoft等在內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)和科技企業(yè)提供了非常良好的學(xué)術(shù)研究氛圍。而對于面臨營收壓力的國內(nèi)企業(yè)來說,則無法像微軟、IBM那樣進行5年、10年甚至20年長期專注和投入,這也是中國人工智能基礎(chǔ)性科學(xué)研究欠缺的最大原因。

國內(nèi)企業(yè)的優(yōu)勢在于利用大數(shù)據(jù)迅速構(gòu)建起應(yīng)用場景,特別是商業(yè)模式的創(chuàng)新與落地速度很快。但AI原創(chuàng)性的算法在國內(nèi)一向非常鮮見,現(xiàn)在國內(nèi)大部分的研究都熱衷于對原創(chuàng)模型進行修補,缺少完整的AI理論體系與方法創(chuàng)新。此外,國內(nèi)公司在技術(shù)人員的培養(yǎng)方面也遠遠不如像Google這樣的美國公司。

從全球范圍看,人工智能和AI芯片已經(jīng)全面進入“寒武紀”時代。人工智能的技術(shù)突破與創(chuàng)業(yè)者們的蜂擁出現(xiàn),給人工智能加速產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)造了重要契機。

對中國而言,人工智能距離真正普及還有相當長的路要走,這不僅是一個領(lǐng)域的競爭,更是整個產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)集群的競爭。

無論是芯片、算法,還是數(shù)據(jù)、應(yīng)用、人才,任何短板劣勢都將使人工智能進入“跛腳”的畸形發(fā)展狀態(tài)。對此,國內(nèi)的人工智能參與者更應(yīng)該擁有一份定力與匠心,扎實做好基礎(chǔ)研究,政府需從國家層面補齊產(chǎn)業(yè)鏈中的短板環(huán)節(jié),資本則需要擺好心態(tài)適度投資不要吹大泡沫,只有多方合力協(xié)作,才能讓我們看到更有希望的人工智能。

【科技云報道原創(chuàng)】

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