全球人工智能芯片領(lǐng)域

高速發(fā)展

現(xiàn)階段，以CPU芯片為代表的傳統(tǒng)計(jì)算芯片以串行邏輯運(yùn)算為主，在體系架構(gòu)上無法高效實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有深度學(xué)習(xí)算法對(duì)海量數(shù)據(jù)高吞吐量、密集性線性代數(shù)任務(wù)的高并行化處理需求，驅(qū)動(dòng)包括GPU、FPGA、ASIC等專用于深度學(xué)習(xí)算法加速的芯片技術(shù)加速發(fā)展，呈現(xiàn)多技術(shù)路線并發(fā)創(chuàng)新的態(tài)勢。

GPU芯片因其通用性較強(qiáng)且適合大規(guī)模并行計(jì)算而被廣泛采用，但能耗和價(jià)格雙高，因此多限制部署在云端或車載等對(duì)成本和能耗不敏感場景，代表企業(yè)包括英偉達(dá)和AMD。英偉達(dá)憑借針對(duì)人工智能運(yùn)算優(yōu)化的高性能Tesla系列GPU產(chǎn)品初步獲取云端市場優(yōu)勢,目前包括谷歌、臉書、微軟等巨頭企業(yè)和大量的初創(chuàng)企業(yè)、科研院所等均應(yīng)用英偉達(dá)的GPU產(chǎn)品進(jìn)行深度學(xué)習(xí)項(xiàng)目開發(fā)，覆蓋醫(yī)療、教育、金融、制造等領(lǐng)域。與此同時(shí)，AMD也加速追趕，最新發(fā)布全球首款7nm制程的Vega GPU芯片，引入針對(duì)人工智能任務(wù)設(shè)計(jì)的可編程幾何流水線、混合精度計(jì)算單元等架構(gòu)技術(shù)，試圖搶攻服務(wù)器和工作站市場。

FPGA芯片可通過編程靈活配置芯片架構(gòu)適應(yīng)算法更新且能效高于GPU芯片，但產(chǎn)品開發(fā)門檻較高，代表企業(yè)包括賽靈思、英特爾等。賽靈思推出基于FPGA架構(gòu)的新型多核異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)ACAP，集成SoC、DSP、HBM、可編程I/O等模塊，可針對(duì)人工智能任務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)硬件層面低至毫秒級(jí)別的高效靈活調(diào)節(jié)配置。此外，亞馬遜、微軟、百度等下游企業(yè)為加速應(yīng)用創(chuàng)新也基于FPGA芯片產(chǎn)品開發(fā)解決方案。例如，百度基于賽靈思FPGA芯片產(chǎn)品開發(fā)云端人工智能加速芯片XPU，應(yīng)用專用計(jì)算單元、高帶寬低延時(shí)內(nèi)存、高帶寬I/O接口等架構(gòu)設(shè)計(jì)滿足深度學(xué)習(xí)計(jì)算需求，同時(shí)結(jié)合旗下PaddlePaddle深度學(xué)習(xí)框架打造百度云平臺(tái)服務(wù)能力。

ASIC芯片通過將算法固化實(shí)現(xiàn)極致的性能和能效，且大規(guī)模量產(chǎn)后成本優(yōu)勢突顯，但前期開發(fā)周期長易面臨算法迭代風(fēng)險(xiǎn)，參與企業(yè)涵蓋英特爾等傳統(tǒng)硬件廠商以及谷歌、大量芯片初創(chuàng)公司等新興力量。谷歌基于深度學(xué)習(xí)算法的深刻理解和云端市場應(yīng)用需求開發(fā)業(yè)界最高峰值計(jì)算能力的ASIC芯片Cloud TPU，深度耦合旗下TensorFlow開發(fā)框架打造閉環(huán)生態(tài)，提升谷歌云平臺(tái)核心競爭力。英特爾采取企業(yè)收購策略鋪開人工智能ASIC芯片產(chǎn)品布局，收購Nervana推出面向云端處理任務(wù)的Lake Crest芯片，收購Movidius推出高能效的Mybriad X計(jì)算機(jī)視覺芯片，支持無人機(jī)、攝像頭、VR/AR頭顯等智能硬件的計(jì)算機(jī)視覺功能。蘋果發(fā)布iPhone X智能手機(jī)內(nèi)置A11生物芯片，集成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理引擎，可本地輔助支持Face ID、語音識(shí)別、AR等功能，大幅提升芯片運(yùn)算效率。

我國人工智能芯片領(lǐng)域

創(chuàng)新活躍

我國龐大的人工智能應(yīng)用市場對(duì)底層芯片產(chǎn)生巨大需求，但本土人工智能芯片產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段，企業(yè)多采用ASIC架構(gòu)創(chuàng)新布局，代表參與企業(yè)涵蓋中星微、寒武紀(jì)、比特大陸、地平線機(jī)器人、深鑒科技等芯片廠商以及?？低暋⒖拼笥嶏w等產(chǎn)業(yè)鏈其他環(huán)節(jié)企業(yè)，且主要布局模式分為兩類。

一是以寒武紀(jì)、比特大陸等為代表，聚焦人工智能通用計(jì)算需求側(cè)重研發(fā)通用加速芯片技術(shù)及產(chǎn)品。寒武紀(jì)推出深度學(xué)習(xí)處理IP產(chǎn)品1A處理器，已嵌入華為麒麟970芯片中提升智能手機(jī)的圖像識(shí)別、機(jī)器翻譯和語音降噪等綜合處理能力;發(fā)布云端智能芯片MLU 100，可支持各類深度學(xué)習(xí)和常見機(jī)器學(xué)習(xí)算法，并聯(lián)合中科曙光、聯(lián)想推出深度學(xué)習(xí)專用服務(wù)器提供云處理服務(wù)。

二是以地平線、深鑒科技等企業(yè)為代表，側(cè)重研發(fā)與特定算法和特定應(yīng)用場景深度耦合的專用芯片，打造智能應(yīng)用解決方案。地平線面向智能駕駛場景開發(fā)嵌入式人工智能視覺芯片-征程處理器，支持L2級(jí)別ADAS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)行人、機(jī)動(dòng)車等多類目標(biāo)的實(shí)時(shí)檢測、跟蹤與識(shí)別。深鑒科技面向智能安防領(lǐng)域推出基于自研架構(gòu)的聽濤SoC芯片，可提供人臉檢測識(shí)別、人臉分析、視頻結(jié)構(gòu)化處理等軟硬一體化解決方案。

現(xiàn)階段，我國人工智能應(yīng)用市場龐大，產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系處于加速構(gòu)建完備階段，均刺激底層硬件市場需求，為本土人工智能芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造巨大發(fā)展空間。同時(shí)，國內(nèi)人工智能產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)也積極加入人工智能芯片領(lǐng)域搶灘布局，技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新活躍，為未來我國人工智能產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步升級(jí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。