AI芯片也被稱(chēng)為AI加速器或計(jì)算卡，即專(zhuān)門(mén)用于處理人工智能應(yīng)用中的大量計(jì)算任務(wù)的模塊(其他非計(jì)算任務(wù)仍由CPU負(fù)責(zé))。當(dāng)前，AI芯片主要分為 GPU 、FPGA 、ASIC。

AI的許多數(shù)據(jù)處理涉及矩陣乘法和加法。大量并行工作的GPU提供了一種廉價(jià)的方法，但缺點(diǎn)是更高的功率。具有內(nèi)置DSP模塊和本地存儲(chǔ)器的FPGA更節(jié)能，但它們通常更昂貴。AI芯片該使用什么方法原理去實(shí)現(xiàn)，仍然眾說(shuō)紛紜，這是新技術(shù)的特點(diǎn)，探索階段百花齊放，這也與深度學(xué)習(xí)等算法模型的研發(fā)并未成熟有關(guān)，即AI的基礎(chǔ)理論方面仍然存在很大空白。這是指導(dǎo)芯片如何設(shè)計(jì)的基本前提。

因此，集中在如何更好的適應(yīng)已有的數(shù)據(jù)流式處理模式進(jìn)行的芯片優(yōu)化設(shè)計(jì)。技術(shù)手段方面AI市場(chǎng)的第一顆芯片包括現(xiàn)成的CPU，GPU，F(xiàn)PGA和DSP的各種組合。雖然新設(shè)計(jì)正在由諸如英特爾、谷歌、英偉達(dá)、高通，以及IBM等公司開(kāi)發(fā)，但還不清楚哪家的方法會(huì)勝出。似乎至少需要一個(gè)CPU來(lái)控制這些系統(tǒng)，但是當(dāng)流數(shù)據(jù)并行化時(shí)，就會(huì)需要各種類(lèi)型的協(xié)處理器。

近日在蘇州舉行的中國(guó)人工智能產(chǎn)業(yè)2020年年會(huì)上發(fā)布的《2020年中國(guó)人工智能發(fā)展報(bào)告》顯示，在過(guò)去10年里，全球人工智能專(zhuān)利申請(qǐng)超過(guò)52萬(wàn)件。其中，我國(guó)人工智能專(zhuān)利申請(qǐng)量近39萬(wàn)件(38.9571萬(wàn)件)，占全球總量的近3 / 4(74.7%)，居世界第一。全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展，人工智能逐漸形成商業(yè)化規(guī)模。作為人工智能產(chǎn)業(yè)的核心硬件，AI芯片以高效的數(shù)據(jù)處理能力著稱(chēng)，彌補(bǔ)了CPU在計(jì)算能力上的不足。近年來(lái)，人工智能處于爆發(fā)式發(fā)展階段，大批優(yōu)秀企業(yè)紛紛涌入，越來(lái)越多的AI應(yīng)用落地。7月7日，酷芯攜多款人工智能方案亮相2021 世界人工智能大會(huì)，并推出全新一代高性能AI SoC。

自2018年，酷芯發(fā)布第一款A(yù)I芯片之后，對(duì)接的客戶已有上百家，全面助力人工智能芯片應(yīng)用落地。沈泊表示，本次推出的AR9341芯片可以說(shuō)是恰逢其時(shí)，鑒于目前市場(chǎng)對(duì)中高端智能相機(jī)芯片的需求十分迫切，該芯片將會(huì)在高端智能IPC、車(chē)載輔助駕駛、邊緣計(jì)算盒子、智能機(jī)器人等領(lǐng)域大放異彩。沈泊透露，AR9341預(yù)計(jì)將在今年9月份提供工程樣片，12月量產(chǎn)。

在不少芯片創(chuàng)業(yè)企業(yè)追求最新的工藝以實(shí)現(xiàn)最佳性能時(shí)，AI芯片廠商燧原科技兩代芯片卻采用了相同的工藝。

7月7日，騰訊投資的國(guó)內(nèi)AI芯片初創(chuàng)企業(yè)燧原科技發(fā)布第二代人工智能訓(xùn)練產(chǎn)品——“邃思2.0”芯片、基于邃思2.0的“云燧T20”訓(xùn)練加速卡和“云燧T21”訓(xùn)練OAM模組，全面升級(jí)的“馭算TopsRider”軟件平臺(tái)以及全新的“云燧集群”。

燧原科技創(chuàng)始人、CEO趙立東在接受第一財(cái)經(jīng)專(zhuān)訪時(shí)表示，“邃思2.0”和第一代產(chǎn)品均由格芯的12nm FinFET工藝打造，“邃思2.0”將于年底量產(chǎn)。

為了獲得高的性能，大部分AI云端芯片廠商都采用最新的制程，為何燧原科技第二代產(chǎn)品沒(méi)有使用更先進(jìn)工藝?

具體而言，燧原科技新一代全自研的GCU-CARA全域計(jì)算架構(gòu)，針對(duì)人工智能計(jì)算的特性進(jìn)行深度優(yōu)化，支持全面的計(jì)算精度，涵蓋從FP32、TF32、FP16、BF16到INT8，單精度FP32峰值算力達(dá)40 TFLOPS，單精度張量TF32峰值算力達(dá)到160 TFLOPS。

其實(shí)成本也是影響工藝選擇的重要因素。趙立東表示，從設(shè)計(jì)到流片，12納米制程和7納米制程成本完全不同，“一個(gè)3億多人民幣，一個(gè)7億多，公司的商業(yè)本質(zhì)還是要考慮成本?！?

此外，同時(shí)改架構(gòu)和工藝的風(fēng)險(xiǎn)太大，他介紹稱(chēng)，“如果最后有問(wèn)題不知道是工藝造成的還是架構(gòu)造成的。先進(jìn)制程的性能、功耗會(huì)更好，但是綜合考慮成本、風(fēng)險(xiǎn)和供應(yīng)商產(chǎn)能，我們選擇改架構(gòu)?！?

TF32代表的是張量單精度32位數(shù)據(jù)類(lèi)型，相比傳統(tǒng)的FP32，TF32在位寬更大的同時(shí)，消耗的帶寬以及計(jì)算資源顯著更小，被業(yè)界視為能夠取代全尺寸單精度數(shù)據(jù)的革新性數(shù)據(jù)精度。

AI芯片的比拼上升到系統(tǒng)級(jí)

“客戶并不會(huì)直接關(guān)心芯片層面的理論參數(shù)，AI落地的時(shí)候，他們更看重的是包括硬件、軟件、互聯(lián)的整體解決方案的有效利用率。所以我們已經(jīng)從單芯片的維度升級(jí)到了更高的系統(tǒng)層面。這也是燧原推出整機(jī)多卡、多卡互聯(lián)、分布式軟件、云端部署的一整套交鑰匙解決方案的原因?！睆垇喠终f(shuō)道，“我們也更強(qiáng)調(diào)通過(guò)低碳綠色化的云燧智算集群服務(wù)客戶?！?

AI芯片的比拼要升級(jí)到AI系統(tǒng)的比拼，從用戶角度，對(duì)比AI系統(tǒng)的維度就會(huì)包含五個(gè)：軟硬件一體的性價(jià)比、能效比、易用性、遷移成本、范化性。

視覺(jué)AI芯片發(fā)展至今，仍然存在著很多痛點(diǎn)和難題。在很多環(huán)境條件惡劣的場(chǎng)景，比如，在光照條件不佳或逆光情況下，AI成像的畫(huà)質(zhì)較差，導(dǎo)致AI算法準(zhǔn)確度大幅降低。此外，從應(yīng)用層面來(lái)看，市場(chǎng)需求算力強(qiáng)大的芯片來(lái)應(yīng)對(duì)大模型系統(tǒng)的挑戰(zhàn)，而目前市面上很多芯片算力不足。另一方面，在AI視覺(jué)芯片實(shí)際落地過(guò)程中，嵌入式芯片的AI工具鏈?zhǔn)褂美щy，軟件、硬件和算法整合難度大，極大拖延了算法落地周期，增加了成本。

高性能ISP在2D/3D降噪、HDR、去霧、EIS等方面表現(xiàn)優(yōu)異;

AI處理器將深度學(xué)習(xí)與機(jī)器視覺(jué)算法相結(jié)合，通用性強(qiáng)、擴(kuò)展性能好;完整易用的工具鏈，使得浮點(diǎn)、定點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)入更加方便，且不會(huì)降低精度;一站式Turnkey解決方案，完整的應(yīng)用參考方案。

在生物識(shí)別、安防監(jiān)控、汽車(chē)輔助駕駛、智能無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域，基于本次發(fā)布的AI相機(jī)芯片，酷芯也提供了完整的智能解決方案。長(zhǎng)期以來(lái)，酷芯始終以技術(shù)為核心，不斷經(jīng)過(guò)銳意創(chuàng)新，加速AI視覺(jué)芯片的更新迭代，拓展AI芯片應(yīng)用場(chǎng)景，推動(dòng)人工智能市場(chǎng)發(fā)展，聯(lián)合合作伙伴共同打造完整的AI芯片應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)。

AI技術(shù)的革新，其從計(jì)算構(gòu)架到應(yīng)用，都和傳統(tǒng)處理器與算法有巨大的差異，這給創(chuàng)業(yè)者和資本市場(chǎng)無(wú)限的遐想空間，這也是為什么資本和人才對(duì)其趨之若鶩的原因。

但是，產(chǎn)業(yè)發(fā)展還是要遵循一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)律，筆者認(rèn)為，絕大多數(shù)AI芯片公司都將成為歷史的炮灰，最后，在云端和終端只剩下為數(shù)極少的幾個(gè)玩家。

作為AI和芯片兩大領(lǐng)域的交差點(diǎn)，AI芯片已經(jīng)成了最熱門(mén)的投資領(lǐng)域，各種AI芯片如雨后春筍冒出來(lái)，但是AI芯片領(lǐng)域生存環(huán)境惡劣，能活下來(lái)的企業(yè)將是鳳毛麟角。

谷歌在I/O大會(huì)發(fā)布了其第三代TPU，并宣稱(chēng)其性能比去年的TUP 2.0提升8倍之多，達(dá)到每秒1000萬(wàn)億次浮點(diǎn)計(jì)算，同時(shí)谷歌展示了其一系列基于TPU的AI應(yīng)用。

可以說(shuō)，AI已經(jīng)成為科技行業(yè)除了區(qū)塊鏈之外最熱門(mén)的話題。AI芯片作為AI時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施，也成為目前行業(yè)最熱門(mén)的領(lǐng)域。