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人工智能芯片生长需找准冲破点
2019-09-02 作者: 记者 高少华/上海报导 来源: 经济参考报

  作为人工智能(AI)家当生长的基石,AI芯片近年来生长迅猛,浩大企业纷纷构造。但是,在日前于上海举办的2019世界人工智能大年夜会上,业界人士表示,以后AI芯片生长看似炽热,其实全球AI芯片家当尚处于“婴儿期”,将来生长仍需找准冲破点。

  AI芯片需求广阔迎来迸发

  算力是人工智能生长的关键身分之一,随着深度进修算法的普及应用,人工智能对算力提出了更高请求,传统的CPU架构没法满足深度进修对算力的需求,是以,具有海量数据并行计算才能、可以或许加快计算处理的人工智能芯片应运而生。

  近年来,AI芯片家当生长迅猛,浩大企业纷纷构造。结合应用处景和功能划分来看,AI芯片设计可分为云端练习、云端揣摸、终端揣摸三部分。个中云端练习芯片重要以英伟达的GPU为主,新入竞争者是谷歌的TPU,深耕FPGA的企业包含XILINX、英特尔。在云端揣摸方面,各企业出现出百花怒放局面,代表企业有AMD、谷歌、英伟达、百度、寒武纪等。在终端揣摸方面,移动终端、主动驾驶等应用处景需求逐步迸发,构造企业包含传统芯片巨擘和始创企业,如高通、华为海思、地平线、寒武纪、云知声等。

  赛迪参谋在2019世界人工智能大年夜会上发布的《中国人工智能芯片家当生长白皮书》显示,受宏不雅政策情况、技巧进步与升级、人工智能应用普及等浩大利好身分影响,2018年中国AI芯片市场范围达到80.8亿元,同比增长50.2%。

  在处所当局加快推动私有云、私有云、数据中间等扶植的拉动下,2018年中国云端练习芯片市场份额达到51.3%。中国AI芯片市场范围依然以云端练习芯片为主,随着中国人工智能应用需求赓续落地,将来本地化运算将是人工智能生长的趋势之一,终端揣摸芯片也将迎来新的生长机会。

  今朝来看,华北、华东和中南地区稳居中国AI芯片区域市场三甲,是中国AI芯片市场生长最为抢先的区域,市场整体范围占据全国抢先地位;在市场增速方面,随着西部地区加快投入大年夜数据中间扶植,西南、西北地区的云端AI芯片市场范围出现高速增长,市场份额进一步晋升。

  人工智能应用市场的迸发,使得以基本层为核心的AI芯片遭到本钱的广泛存眷。比来一年多来,寒武纪、燧原科技、比特大年夜陆、地平线等多家厂商宣布取得融资消息。取得投融资的厂商欲望可以或许进一步进步AI芯片技巧研发程度,并加快AI芯片产品范围贸易化,加强市场对其将来收益的预期。

  不过,赛迪参谋总裁孙会峰表示:“以后,中国乃至全球AI芯片家当仍处于家当化早期阶段”。他说,随着5G、物联网时代光降,估计将来三年中国AI芯片市场范围仍将保持50%以上增长速度,到2021年将达到305.7亿元。别的,以边沿计算为主的AI芯片将迎来一轮投资高潮。

  “近年来,我国在芯片和软件范畴霸占了一些关键技巧难关,为人工智能芯片创新奠定了好的基本。”工业和信息化部相干担任人表示,工信部在推动人工智能家当生长方面重要聚焦在几个方面,个中之一即聚焦核心技巧,环绕人工智能芯片、算法、开源开放平台等关键技巧生长,加大年夜资本投入。

  喧哗眼前市场痛点犹存

  AI芯片已成为中外科技企业竞争的核心之一,以致于清华大年夜学微电子所所长魏少军用“无家当不AI,无应用不AI,无芯片不AI”如许的话语描述当下的人工智能高潮。

  在市场格局上,作为传统芯片巨擘,英伟达今朝占据着AI芯片市场的霸主地位。经过过程积极构造,高通在移动范畴的AI芯片市场具有较强的话语权。阿里巴巴、亚马逊在AI芯片范畴的构造也已初见雏形。如寒武纪、地平线、比特大年夜陆等其他AI芯片始创企业的生长前景异样值得等待。

  在专家看来,随着机械进修等技巧的快速生长,人工智能家当生长正以其高真个新兴技巧、巨大年夜的贸易价值、广阔的应用前景和宏大年夜的家当空间,成为新的重要经济增长点。伴随着人工智能各类应用处景的普及与生长,海量多维的数据将在云端和边沿侧展开大年夜量处理计算,芯片也面对加倍广泛和多样化的需求,这对AI芯片的计算架构、运算才能、场景与算法实用性、安然可控等都提出了新的课题与挑衅。

  今朝,AI芯片技巧主流途径有GPU、FPGA、ASIC等,个中GPU、FPGA是较为成熟的芯片架构,ASIC是针对特定应用处景的公用芯片。GPU架构的芯片能满足深度进修大年夜量计算需求,释放人工智能的潜能,但缺点在于功耗较高;FPGA架构的芯片具有足够的计算才能、较低试错本钱和足够的灵活性,缺点在于价格较高、编程复杂;ASIC架构的芯片可以或许在特定功能长停止强化,具有更高的处理速度和更低能耗,但缺点是本钱高,有效量足够大年夜时才能够降低本钱,并且由因而定制化,可复制性普通。

  据计算机视觉公司云从科技副总裁张立简介,传统芯片企业平日更存眷是若何把芯片做成通用化,以支撑各类不合应用处景。但如许的通用化,在AI场景落地时会碰到成绩,比如公司对AI芯片推敲较多的是单位功耗,而芯片企业对功耗请求能够不是重要优先级。公司在将AI场景落地的过程当中,发明通用芯片完全满足不了需求。这给从事AI处理筹划和核默算法的企业带来了困难——公司的算法是同一的,但须要在不合的场景适配不合的芯片和模组。

  “今朝,AI芯片生长还处在婴儿期”。张立表示,如今企业应用的很多AI芯片由于工艺请求较高,很难在大年夜陆流片,都是在台积电停止流片。同时,也正因这工艺复杂度较高,招致芯片价格较高,使得下游很多应用其模组的产品没法量产。

  作为国际边沿侧AI芯片范畴的先行者,嘉楠科技早在2016年就控制了16nm制程工艺,之所以现阶段的AI芯片制程工艺仍为28nm,重要也是受出货量的限制。

  嘉楠科技CEO张楠赓表示,从功耗角度而言,很多云端练习的AI模型没法顺利安排至边沿侧设备,应用处景也没法支撑较高的芯片功耗。固然一些云端芯片巨擘也在向边沿侧延长,然则裁剪AI算法去适配芯片更多表现了巨擘们削足适履的局限。对嘉楠科技而言,从事边沿侧芯片的开辟就是在“带着枷锁舞蹈”,要在功耗和本钱的严格束缚下,赓续晋升算力,适配场景,晋升芯片的公用性。

  AI芯片生长需摸索新途径

  “我们离人工智能还有多远?今朝很多企业所做的只是加强智能而不是真实的人工智能,离真实的人工智能还差得很远”。魏少军表示,人工智能搜集可以或许崛起取决于三个身分,算法、数据和算力。以后,AI芯双方面对两个实际成绩:其一,算法仍在赓续演进,新算法层见叠出,每隔几个月算法就产生新的变更;其二,一种算法对应一种应用,没有同一的算法,而让芯片处理不合的算法非常艰苦。

  在魏少军看来,AI芯片应当具有的要素包含可编程性、架构的静态可变性、高效的架构变换才能、高计算效力、高能耗效力、低本钱等。按照这些请求,今朝业界风行的一些作法均不是幻想的架构。之前几年,AI芯片范畴一个重要变更就是架构的变更。人工智能芯片不在于寻求算力,而在于架构创新。业界也须要找到一种针对人工智能计算的全新计算引擎。

  针对国产AI芯片的生长,中国工程院院士倪光南表示,芯片设计门槛极高,只要极多数企业可以或许遭受中高端芯片研发本钱,这也制约了芯片范畴创新。我国可以自创开源软件成功经历,降低创新门槛,进步企业自立才能,生长国产开源芯片。

  “开源软件正成为以后软件家当的主流,芯片家当也能够采取开源这类形式”。倪光南表示,今朝在芯片开辟方面,新的RISC—V指令集是一种可以或许降低处理器芯片IP本钱的新形式。用户可以自在收费应用RISC-V停止CPU设计、开辟并添加自有指令集停止拓展等。RISC-V关于以后国度倡导的智能+新一代信息技巧、新一代人工智能技巧的生长等,都是很好的支撑。

  赛迪参谋认为,人工智能芯片将来将出现新生长趋势——芯片开辟将从技巧难点转向场景痛点。今朝,人工智能芯片设计更多是从技巧角度出发,以满足特定性能需求。将来,芯片设计须要从应用处景出发,借助场景落地完成范围生长。并且,如今应用于AI范畴的芯片多为特定场景设计,不克不及灵活适应多场景需求,将来须要专门为人工智能设计的灵活、通用的芯片,成为人工智能范畴的“中心处理器”。别的,现阶段AI芯片家当的生长方法重要以企业为主体,产品高低游企业的运营和管理相对自力,但同环节的企业却高度竞争,将来家当生长应以协作为主线,构成家当生态。

 

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