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中國人工智慧晶片開始爆發,但也出現了一些亂象

隨著人工智慧受到媒體和資本的熱捧, 近來國內外各路豪傑紛紛推出自己的人工智慧晶片, 在這些廠商各自的發佈會上, 紛紛宣傳自己的產品是多麼先進, 並且在PPT上展示如何在性能和功耗上吊打競爭對手。

而且在宣傳語中, “全球領先”、“中國首款”等字樣屢見不鮮。 宣傳越來越邪乎, 都宣傳自己是“中國首款”, 這種情況下, PPT的紙面資料吊打友商根本沒有任何意義。 大家真正應該關注的是這些宣傳“全球領先”的國產人工智慧晶片, 與應用結合得是否緊密。

各路廠商角逐人工智慧晶片

近年來, PC行業已經開始逐年衰退, 智慧手機行業也隨著市場的逐漸飽和進入瓶頸期。 在這種情況下, 人工智慧、物聯網、雲計算、大資料等領域被認為是下一個風口。 其中, 人工智慧無疑是最受媒體和資本熱捧的寵兒。

正是因此, 國外大廠紛紛推出了自己的人工智慧晶片。

Intel推出了眾核CPU, 英偉達推出了專門用於人工智慧的GPU, CEVA和Cadence推出了用於人工智慧的DSP, 阿爾特拉推出了用於人工智慧的FGPA。 此外, 穀歌也推出了TPU, IBM推出了“真北”, 原本造電動汽車的特斯拉也宣傳要開發自己的人工智慧晶片。

寒武紀變成了麒麟NPU

國外廠商如何我們姑且不論,

但國內廠商在宣傳上已然越來越浮誇, 比如在去年12月, 地平線舉辦的“AI芯時代”產品發佈會上就請了上百家媒體來助威, 並宣佈“這次推出的晶片是中國首款全球領先的高性能、低功耗、低延時的嵌入式人工智慧視覺處理器”。 在媒體的報導中, 還將地平線稱之為“全球領先的嵌入式人工智慧領導者”。

就在地平線產品發佈會的不久之後, 華夏芯也發佈了自己的產品, 在宣傳中稱:

發佈了中國首款64位高端嵌入式“長城”系列CPU/DSP統一處理器IP和“松江”系列嵌入式人工智慧專用處理器IP, 以及基於上述全自主IP的多核SoC晶片平臺——北極星。 據悉, 這是國內首次發佈具有自主智慧財產權的人工智慧平臺型晶片, 不僅打破了國外壟斷, 還初步實現了產業化, 為建設和完善我國自主可控的人工智慧產業鏈添上了重要一筆。

實事求是的說, 這些宣傳語中是有一定水分的, 比如地平線所謂的“中國首款全球領先的嵌入式人工智慧處理器”就不準確。 畢竟在去年10月, 中科院計算所的嵌入式人工智慧處理器寒武紀1A已經隨著華為Mate10的上市進入尋常百姓家,

而直到2個月之後, 地平線才發佈所謂“中國首款全球領先的嵌入式人工智慧處理器”。

又比如華夏芯, 本質上是選擇用傳統SIMD/DSP架構來跑人工智慧, 這種做法和去年的星光智慧一號如出一轍, 由於國內已經有了寒武紀、星光智慧一號等產品, 且寒武紀有望借助華為手機的暢銷實現千萬級量產, 所謂的打破國外壟斷也就無從談起了。

類似的,百度推出了XPU、阿裡剛發佈Ali-NPU。根據媒體的報導,Ali-NPU還在設計中,但又公然宣稱:“阿裡巴巴的Ali-NPU性能,將是目前市面上主流CPU、GPU架構AI晶片的10倍,而製造成本和功耗僅為一半,性價比超過40倍”。在Ali-NPU還在設計之中的情況下,真不知道這些10倍、40倍的資料是怎麼測試出來的。難不成達摩院的掃地僧和傑克馬切磋“功守道”測試出來的?

可以說,由於人工智慧掀起的熱度,很多廠商都去蹭熱點,寄希望於獲得資本市場的青睞。而為了在宣傳中標榜自己,各種“中國首款”、“全球領先”、“打破國外壟斷”等標籤也就被大家用爛了。

八仙過海,各顯神通

就目前而言,人工智慧晶片主要以ASIC、FPGA、CPU、GPU、DSP為主,像寒武紀和地平線就是屬於ASIC,阿爾特拉的人工智慧晶片屬於FPGA,英偉達的人工智慧晶片屬於GPU,星光智慧一號屬於DSP,英特爾的方案屬於CPU。

在這些人工智慧晶片中有一個規律,那就是晶片的通用性與用來跑人工智慧的性能和功耗成反比。像CPU這樣的晶片,因為其“萬精油”的屬性,導致這種晶片具有很好的通用性,但在某些特定領域,性能和功耗相對於其他幾種晶片都沒有啥優勢。

而GPU的通用性比CPU要差,但又不如ASIC,因而在性能和功耗方面會優於CPU,但明顯低於ASIC,這也是中科院計算所孵化的寒武紀晶片能在性能功耗比上明顯優於GPU的原因。

將傳統的面向數位信號處理的DSP處理器架構進行運算器方面的修改之後,也可以用來跑人工智慧,而且可以借助現有的成熟技術。不過在應用領域上有一定局限性——可以用於卷積神經網(CNN),但對迴圈神經網路(RNN)和長短期記憶網路(LSTM)等處理語音和自然語言的網路則無能為力。換言之,就是這種DSP主要用於機器視覺領域,但難以應用到語音辨識、文本處理和自然語言理解等領域。用DSP做人工智慧晶片的做法,在人工智慧細分市場還是具備一定商業上的潛力的。

根據阿爾特拉的PPT,其專門針對人工智慧的FPGA性能功耗比卻可以達到50GFlops/W,因而有觀點認為,FPGA由於比英偉達的GPU省電,可以降低運營費用而取得優勢。不過,FPGA也有自己的缺點,那就是缺乏性價比。雖然FPGA在一些新興的應用領域取得了一定成績,但隨著新興領域的崛起,其市場規模和重要性不斷提升,由於缺乏性價比的原因,FPGA最終會被專用晶片所替代。

不過,性能高一點,低一點問題不大,真正重要的是應用和產業生態。英偉達的GPU成為主流,原因就在於生態做得好,開發方便。

人工智慧不宜被過度炒作

由於人工智慧非常火爆,眾多公司開始玩概念,不論是做比特幣礦機的,還是做DSP的,搖身一變都成為人工智慧晶片公司。截至目前,中國已經完成融資或正在融資的人工智慧晶片公司已經超過40家,而且大多數都是在2015年後成立的。

目前,人工智慧已經有被過度炒作的跡象,一些媒體都紛紛鼓吹中國依靠人工智慧彎道超車。但實際上,人工智慧晶片只是加速器,用於解決特定的問題,並不能取代CPU、GPU、FPGA、DSP、NAND Flash、DRAM等類型的晶片。一些媒體宣稱中國應該大力發展AI晶片,依靠人工智慧打破X86、ARM的壟斷,這種論調顯然缺乏基本的行業常識。

商業公司搞人工智慧晶片對產業鏈的拉動效果也有限。舉例來說,要實現對產業鏈上下游的拉動效應,境內晶片設計公司以犧牲晶片的性能為代價,選擇境內的晶片製造商生產晶片;境內的晶圓廠可以做一定犧牲,選擇境內的設備商和原材料廠商的產品……這樣子就可以形成正迴圈。如果境內的晶片設計公司總是找台積電代工,境內的晶圓廠更加偏愛ASML、應用材料等國際大廠的設備。那麼,中國的晶片就很難不受制於人。

然而,像阿裡、百度、地平線、比特大陸等都是非常商業化的公司,肯定是商業利益優先,必然選擇台積電更加成熟的工藝。即便是把訂單交給中芯國際,也是因為中芯國際在良率等方面都有了很大提升之後的事情。

一句話,就是“只會錦上添花,不會雪中送炭”,而中芯國際最棘手的就是新工藝初期找不到願意下單的客戶,無法用產能攤平成本。這樣一來就會陷入閉環。

目前,打破這個閉環的主要推手之一不是國內企業,反而是美國高通公司。並非高通懷有一顆紅心,只是被發改委反壟斷了,才把訂單給中芯國際。另外,不僅僅是阿裡、百度等互聯網公司不會雪中送炭,華為、中興、小米等公司也是一樣優先選擇台積電。

因此,資本大量投向人工智慧,很可能成為資本趕風口的狂歡。不僅無法打破西方公司在晶片上的壟斷,也未必能對產業鏈起到多少推動作用。而中國晶片方面的真正短板,比如CPU、GPU、FPGA、RF、AD/DA等,以及各種開發工具卻有可能面臨無人問津的局面。對於不再重蹈中興事件的覆轍毫無幫助。

類似的,百度推出了XPU、阿裡剛發佈Ali-NPU。根據媒體的報導,Ali-NPU還在設計中,但又公然宣稱:“阿裡巴巴的Ali-NPU性能,將是目前市面上主流CPU、GPU架構AI晶片的10倍,而製造成本和功耗僅為一半,性價比超過40倍”。在Ali-NPU還在設計之中的情況下,真不知道這些10倍、40倍的資料是怎麼測試出來的。難不成達摩院的掃地僧和傑克馬切磋“功守道”測試出來的?

可以說,由於人工智慧掀起的熱度,很多廠商都去蹭熱點,寄希望於獲得資本市場的青睞。而為了在宣傳中標榜自己,各種“中國首款”、“全球領先”、“打破國外壟斷”等標籤也就被大家用爛了。

八仙過海,各顯神通

就目前而言,人工智慧晶片主要以ASIC、FPGA、CPU、GPU、DSP為主,像寒武紀和地平線就是屬於ASIC,阿爾特拉的人工智慧晶片屬於FPGA,英偉達的人工智慧晶片屬於GPU,星光智慧一號屬於DSP,英特爾的方案屬於CPU。

在這些人工智慧晶片中有一個規律,那就是晶片的通用性與用來跑人工智慧的性能和功耗成反比。像CPU這樣的晶片,因為其“萬精油”的屬性,導致這種晶片具有很好的通用性,但在某些特定領域,性能和功耗相對於其他幾種晶片都沒有啥優勢。

而GPU的通用性比CPU要差,但又不如ASIC,因而在性能和功耗方面會優於CPU,但明顯低於ASIC,這也是中科院計算所孵化的寒武紀晶片能在性能功耗比上明顯優於GPU的原因。

將傳統的面向數位信號處理的DSP處理器架構進行運算器方面的修改之後,也可以用來跑人工智慧,而且可以借助現有的成熟技術。不過在應用領域上有一定局限性——可以用於卷積神經網(CNN),但對迴圈神經網路(RNN)和長短期記憶網路(LSTM)等處理語音和自然語言的網路則無能為力。換言之,就是這種DSP主要用於機器視覺領域,但難以應用到語音辨識、文本處理和自然語言理解等領域。用DSP做人工智慧晶片的做法,在人工智慧細分市場還是具備一定商業上的潛力的。

根據阿爾特拉的PPT,其專門針對人工智慧的FPGA性能功耗比卻可以達到50GFlops/W,因而有觀點認為,FPGA由於比英偉達的GPU省電,可以降低運營費用而取得優勢。不過,FPGA也有自己的缺點,那就是缺乏性價比。雖然FPGA在一些新興的應用領域取得了一定成績,但隨著新興領域的崛起,其市場規模和重要性不斷提升,由於缺乏性價比的原因,FPGA最終會被專用晶片所替代。

不過,性能高一點,低一點問題不大,真正重要的是應用和產業生態。英偉達的GPU成為主流,原因就在於生態做得好,開發方便。

人工智慧不宜被過度炒作

由於人工智慧非常火爆,眾多公司開始玩概念,不論是做比特幣礦機的,還是做DSP的,搖身一變都成為人工智慧晶片公司。截至目前,中國已經完成融資或正在融資的人工智慧晶片公司已經超過40家,而且大多數都是在2015年後成立的。

目前,人工智慧已經有被過度炒作的跡象,一些媒體都紛紛鼓吹中國依靠人工智慧彎道超車。但實際上,人工智慧晶片只是加速器,用於解決特定的問題,並不能取代CPU、GPU、FPGA、DSP、NAND Flash、DRAM等類型的晶片。一些媒體宣稱中國應該大力發展AI晶片,依靠人工智慧打破X86、ARM的壟斷,這種論調顯然缺乏基本的行業常識。

商業公司搞人工智慧晶片對產業鏈的拉動效果也有限。舉例來說,要實現對產業鏈上下游的拉動效應,境內晶片設計公司以犧牲晶片的性能為代價,選擇境內的晶片製造商生產晶片;境內的晶圓廠可以做一定犧牲,選擇境內的設備商和原材料廠商的產品……這樣子就可以形成正迴圈。如果境內的晶片設計公司總是找台積電代工,境內的晶圓廠更加偏愛ASML、應用材料等國際大廠的設備。那麼,中國的晶片就很難不受制於人。

然而,像阿裡、百度、地平線、比特大陸等都是非常商業化的公司,肯定是商業利益優先,必然選擇台積電更加成熟的工藝。即便是把訂單交給中芯國際,也是因為中芯國際在良率等方面都有了很大提升之後的事情。

一句話,就是“只會錦上添花,不會雪中送炭”,而中芯國際最棘手的就是新工藝初期找不到願意下單的客戶,無法用產能攤平成本。這樣一來就會陷入閉環。

目前,打破這個閉環的主要推手之一不是國內企業,反而是美國高通公司。並非高通懷有一顆紅心,只是被發改委反壟斷了,才把訂單給中芯國際。另外,不僅僅是阿裡、百度等互聯網公司不會雪中送炭,華為、中興、小米等公司也是一樣優先選擇台積電。

因此,資本大量投向人工智慧,很可能成為資本趕風口的狂歡。不僅無法打破西方公司在晶片上的壟斷,也未必能對產業鏈起到多少推動作用。而中國晶片方面的真正短板,比如CPU、GPU、FPGA、RF、AD/DA等,以及各種開發工具卻有可能面臨無人問津的局面。對於不再重蹈中興事件的覆轍毫無幫助。

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