过去一年,随着AI在各个行业的不断落地,行业痛点逐渐被发现,AI芯片的发展路径渐趋明朗。各业界精英在GPU上持续发力,不断推出全新的产品。新产品在计算能力提升的同时,其芯片面积也已经屡创新高,甚至逼近了制程和成本的平衡极限。
英伟达:占全球AI芯片50%以上市场份额
英伟达一直致力于设计各种GPU:针对个人和游戏玩家的GeForce系列,针对专业工作站的Quadro系列,以及针对服务器和高性能运算的Tesla系列。
英伟达占据了全球AI芯片市场的50%以上份额,旗下产品线遍布自动驾驶汽车、高性能计算、机器人、医疗保健、云计算、游戏视频等众多领域。
由于在AI领域的一家独大,英伟达的股价在过去一年的时间里狂涨了300%。2017年,从游戏、数据中心到人工智能,市场对英伟达芯片的需求一路上升。
英特尔:专注计算机视觉芯片VPU
英特尔作为传统PC芯片的老大,也在积极向PC以外的市场转型。在AI芯片方面,英特尔专注于计算机视觉优化方面的VPU(Vision Processing Unit)。
为了加强在人工智能芯片领域的实力,英特尔以 167 亿美元收购 FPGA 生产商 Altera ,以 153 亿美元收购自动驾驶技术公司 Mobileye,以及机器视觉公司 Movidius和为自动驾驶汽车芯片提供安全工具的公司Yogitech。
IBM:启动类人脑芯片的研发
IBM很早以前就发布过watson,早就投入了很多的实际应用中去。除此之外,还启动了对类人脑芯片的研发,那就是TrueNorth。
TrueNorth是IBM参与DARPA的研究项目SyNapse的最新成果。SyNapse全称是Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics(自适应可塑可伸缩电子神经系统,而SyNapse正好是突触的意思),其终极目标是开发出打破冯?诺依曼体系的硬件。
谷歌:为机器学习应用而设计的专用芯片TPU
Google在2016年宣布独立开发一种名为TPU的全新的处理系统。在2016年3月打败了李世石和2017年5月打败了柯杰的的阿尔法狗,就是采用了谷歌的TPU系列芯片。
TPU是专门为机器学习应用而设计的专用芯片。
通过降低芯片的计算精度,减少实现每个计算操作所需的晶体管数量,从而能让芯片的每秒运行的操作个数更高,这样经过精细调优的机器学习模型就能在芯片上运行得更快,加深了人工智能在学习和推理方面的能力,进而更快地让用户得到更智能的结果。
谷歌也正在将自己的云端AI转为客户端的本地AI,这次谷歌推出的Edge TPU就是如此,它是TPU的简化版本,针对物联网,相比云端,能更快的收到传感器数据,从而进行AI处理。
技术细节上,Edge TPU是专门设计的ASIC芯片,用于运行ensorFlow Lite ML模型,它的能耗比非常高,大小也非常小,比一枚硬币要小很多。
苹果:神经网络引擎提升苹果手机性能
在iPhone 8和iPhone X的发布会上,苹果明确表示其中所使用的A11处理器集成了一个专用于机器学习的硬件——“神经网络引擎(Neural Engine)”,每秒运算次数最高可达6000亿次。
这块芯片将能够改进苹果设备在处理需要人工智能的任务时的表现,比如面部识别和语音识别等。
AMD:重回服务器市场
AMD首先挑战的是x86服务器市场,试图在这个领域寻找立足点。AMD在去年6月正式推出全线的超智能服务器处理器产品——EPYC(霄龙)。
时隔两个月,AMD又将全套EPYC 7000系列数据中心处理器家族带到中国。
值得注意的是包括腾讯、京东、百度、联想、曙光等十余家产业链合作伙伴带着产品和合作成果为AMD回归服务器的中国站活动见证,可见中国市场将是AMD复兴之路的一个重要阵地。
另外,去年12月,相争50多年的Intel和AMD宣布将联手推出一款结合英特尔处理器和AMD图形单元的笔记本电脑芯片,一时间业内哗然。Intel和AMD的合作或许会对Nvida产生一些影响。
ARM:让平民也能用上人工智能
ARM曾在去年推出了一套全新芯片架构技术DynamIQ,这套IP套件可以与其无缝集成。
DynamIQ不仅采用了新的指令集,专门针对人工智能进行了优化;而且同时可容纳8个核,并且提高了芯片架构的灵活性,支持大小核的灵活配置。
今年又推出了一套全新的Mali多媒体IP套件,适用于手机、平板、电视等芯片。
这套全新的Mali多媒体IP套件中包括Mali-G52 GPU、Mali-G31 GPU、Mali-D51显示处理器、Mali-V52视频处理器,其中Mali-G52 GPU将机器学习方面性能提高了3.6倍、Mali-G31则是ARM最小的处理器,能够为中低端智能设备带来人工智能能力。
高通:力推深度学习的移动设备芯片
在智能手机芯片占据绝对优势的高通也在人工智能方面积极布局。
据高通提供的资料显示,其在人工智能方面已投资了Clarifai公司和中国“专注于物联网人工智能服务”的云知声。而早在2015年CES上,高通推出了一款搭载骁龙SoC的飞行机器人——Snapdragon Cargo。高通认为在工业、农业的监测以及航拍对拍照、摄像以及视频新需求上,公司恰好可以发挥其在计算机视觉领域的能力。
此外,高通的额骁龙820芯片也被应用于VR头盔中。事实上,高通已经在研发能在本地完成深度学习的移动设备芯片。
三星:三年内自家智能手机都采用人工智能芯片
2017年,华为海思推出了麒麟970芯片,据知情人士透露,为了对标华为,三星已经研发了许多种类的人工智能芯片。
三星计划在未来三年内自家智能手机中都采用人工智能芯片,并且他们还将为人工智能设备建立新的组件业务。三星还投资了Graphcore、深鉴科技等人工智能芯片企业。
未来五年,我们预计AI芯片市场的规模有接近10倍的增长,2022年将达到352亿美元。在训练芯片方面,我们继续看好Nvidia利用CUDA+GPU构建的生态环境优势,以Google TPU为代表的xPU很难撼动其垄断地位。随着终端细分场景落地,推断芯片的发展出现专业化趋势,为现有及初创公司提供巨大发展空间。
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