時(shí)下，“AI”、“芯片”、“AI芯片”不僅是世界范圍的“網(wǎng)紅”詞，同樣還代表著繼互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代之后的全新時(shí)代。因?yàn)锳I的概念、解決方案逐漸成熟，人們的生活也隨之得到了巨大的改變——目前AI已用于醫(yī)療、安防、自動(dòng)駕駛、消費(fèi)類電子等越來(lái)越多的落地應(yīng)用場(chǎng)景。

說(shuō)起AI就不得不說(shuō)撐起整個(gè)AI世界的基石、智能生活背后的巨人——AI芯片。自2018年伊始，芯片的產(chǎn)業(yè)價(jià)值和戰(zhàn)略地位日益突出，尤其“人工智能”被冠以國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的崇高定義后，整個(gè)人工智能產(chǎn)業(yè)對(duì)AI芯片的熱情瞬間達(dá)到沸點(diǎn)，無(wú)論是傳統(tǒng)芯片廠商還是BAT互聯(lián)網(wǎng)巨頭，無(wú)論是老牌企業(yè)還是初創(chuàng)公司，均積極布局投身人工智能產(chǎn)業(yè)。

作為人工智能產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和硬件基礎(chǔ)，AI芯片有著極高的技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新壁壘，而當(dāng)前對(duì)人工智能芯片的定義并沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。比較通用的看法是能夠運(yùn)行深度學(xué)習(xí)算法的芯片都可以稱為“AI芯片”，但實(shí)際上高標(biāo)準(zhǔn)要求下的AI芯片在能效比上有著數(shù)量級(jí)的差別。

目前，雖然經(jīng)過(guò)多年的積累、耕耘，已經(jīng)在語(yǔ)音識(shí)別、機(jī)器視覺(jué)方面取得了不俗的成績(jī)，但歸根結(jié)底還是依托于馮諾依曼架構(gòu)。具體表現(xiàn)為通過(guò)不斷迭代、優(yōu)化計(jì)算部分的資源來(lái)提升效能，具有代表性的有：

第一代AI芯片——DSP/GPU：

通常DSP/GPU再包裝上一些軟件層寫(xiě)好的庫(kù)，可以提供給用戶一個(gè)包裝好的AI芯片運(yùn)行環(huán)境。這樣的解決方案是可以滿足深度學(xué)習(xí)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)并行運(yùn)算的需求，其效率超過(guò)CPU，但其運(yùn)行深度學(xué)習(xí)算法能效又遠(yuǎn)低于ASIC及FPGA，直接表現(xiàn)就是效率、成本和功耗都很差。

第二代AI芯片——基于卷積或矩陣計(jì)算設(shè)計(jì)的專用芯片：

通過(guò)硬件平臺(tái)，運(yùn)行深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，可以得到較高的效率，同時(shí)又可有效控制成本，但存儲(chǔ)墻問(wèn)題嚴(yán)重制約了此類芯片的發(fā)展、應(yīng)用。

為了解決存儲(chǔ)墻問(wèn)題，行業(yè)開(kāi)始醞釀第三代AI芯片，比如采用分布式片上存儲(chǔ)、存儲(chǔ)計(jì)算一體化，這樣的做法看起來(lái)似乎是解決了部分存儲(chǔ)墻問(wèn)題，但這樣做的結(jié)果還存在太多的不確定性和很高的成本，更類似實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品。

到這，關(guān)于AI芯片的迭代好像打了個(gè)死結(jié)。實(shí)際，行業(yè)內(nèi)早就有了意見(jiàn)——法國(guó)研究機(jī)構(gòu)CEA-Leti認(rèn)為，為快速成長(zhǎng)的人工智能應(yīng)用實(shí)現(xiàn)高效率的運(yùn)算性能，必須解決“存儲(chǔ)墻”(memory wall)的瓶頸，并推動(dòng)新的架構(gòu)解決方案。

推動(dòng)新的架構(gòu)解決方案，那么新的架構(gòu)應(yīng)具備什么樣的特點(diǎn)呢?回頭看看現(xiàn)有的架構(gòu)解決方案，答案呼之欲出：計(jì)算驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)，既表現(xiàn)為用較為富裕的計(jì)算資源驅(qū)動(dòng)較為稀缺的存儲(chǔ)資源，其適用于計(jì)算復(fù)雜度高，存儲(chǔ)復(fù)雜度低的環(huán)境，并不適用于深度學(xué)習(xí)。

實(shí)際上，北京探境科技有限公司于近日發(fā)布了一個(gè)巔峰性的AI芯片架構(gòu)——“存儲(chǔ)優(yōu)先架構(gòu)”(SFA架構(gòu))。該架構(gòu)推翻了傳統(tǒng)馮諾依曼結(jié)構(gòu)，利用存儲(chǔ)為中心來(lái)設(shè)計(jì)芯片架構(gòu)，充分解決了存儲(chǔ)墻的問(wèn)題，具備能效比高，DDR帶寬占用率低的特點(diǎn)，與其它AI芯片解決方案相比，資源利用率有成倍的增長(zhǎng)。按照此前的邏輯，這個(gè)AI芯片架構(gòu)可以稱其為全新的第四代AI芯片了。

經(jīng)了解，這家成立時(shí)間不長(zhǎng)的AI芯片公司，研發(fā)人員占比達(dá)到了恐怖的85%，核心成員都擁有15年以上的行業(yè)資歷，他們帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)分別奮斗在芯片設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件、算法等領(lǐng)域，是一家名副其實(shí)的以科技創(chuàng)新為核心競(jìng)爭(zhēng)力的公司。

據(jù)介紹，探境科技旗下采用SFA架構(gòu)的兩款芯片即將商用，他們分別是語(yǔ)音芯片和圖像芯片，而芯片的具體性能遠(yuǎn)超目前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

究其原因，因?yàn)镾FA架構(gòu)不僅解決了前三代AI芯片的短板，同時(shí)還具備諸多特點(diǎn)：

以存儲(chǔ)資源為中心，通過(guò)存儲(chǔ)帶動(dòng)計(jì)算來(lái)設(shè)計(jì)存儲(chǔ)和計(jì)算通道。數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)之間的搬移過(guò)程之中就完成計(jì)算，計(jì)算對(duì)于數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)只是一種“演變”

存儲(chǔ)、計(jì)算、調(diào)度算法一體化，通過(guò)軟硬件協(xié)同工作，控制器在存儲(chǔ)和計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行最優(yōu)的映射。

可以支持未來(lái)的可計(jì)算SRAM或其他新型存儲(chǔ)，進(jìn)一步提高計(jì)算效能。

對(duì)于非平衡的通用計(jì)算，可以通過(guò)計(jì)算層附著的不同算子加以支持。SFA架構(gòu)可以支持高差異化的計(jì)算類型，并且不同的計(jì)算范式互不干擾。

天然支持高并發(fā)的計(jì)算，也從根本上解決了高并發(fā)引起的帶寬問(wèn)題。

另外值得一提的是，在一年的時(shí)間里，探境科技完成了兩輪共計(jì)數(shù)千萬(wàn)美元的融資，這對(duì)初創(chuàng)型公司來(lái)說(shuō)，實(shí)屬少見(jiàn)。同時(shí)，公司目前掌握數(shù)十項(xiàng)發(fā)明、軟件著作權(quán)，這也從側(cè)面印證了探境科技的研發(fā)實(shí)力。

目前來(lái)看，探境科技和他的SFA(存儲(chǔ)優(yōu)先架構(gòu))給亟待實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破的AI芯片行業(yè)打開(kāi)了一扇新的大門(mén)，對(duì)推動(dòng)人工智能行業(yè)發(fā)展起到了積極的作用，但其最終的落地應(yīng)用效果如何，讓我們等待市場(chǎng)的檢驗(yàn)。

最后，我們也希望有更多的國(guó)產(chǎn)AI芯片企業(yè)能推陳出新，讓生活變得更加智能、簡(jiǎn)單。