购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

1.2 AI芯片产业分析

1.2.1 AI芯片研发现状分析

根据腾讯研究院&IT桔子联合发布的《2017年中美人工智能创投现状与趋势研究报告》统计数据,国内智能机器人与无人机相关技术创业最为火爆,位居第一梯队;语义分析、语音识别、聊天机器人等自然语言系列的技术位列第二梯队;第三梯队则为人脸识别、视频/监控、自动驾驶、图像识别等计算机视觉系列的技术;另外,情感计算这种综合了心理学、语义、视觉、环境感知等多种技术的复杂应用技术也在慢慢成长中,这类企业正在尝试产业的探索与创新,前景广阔,但是目前处于热度排行末端。

据中国信息通信研究院2019年4月发布的《全球人工智能产业数据报告》,全球人工智能企业分布方面,截至2019年3月底,全球活跃人工智能企业达到5386家,其中美国2169家,中国1189家,英国404家,加拿大303家,印度169家。故整体来看,人工智能在北美洲、亚洲、欧洲发展更为迅猛,未来该地区也将是人工智能的主导地区。从独角兽企业看,美国独角兽企业数量最高,为18家,中国17家,英国3家,德国1家,日本1家,以色列1家。另外,对以下独角兽企业进行梳理后,人工智能各细分领域独角兽企业的数量也清晰起来。其中,以医疗健康独角兽数量为最高,5家;其次为智能驾驶、面部识别技术,分别为4家;AI芯片、网络安全则分别为3家。从融资角度看,2018年第二季度以来全球领域投资热度逐渐下降,2019年第一季度全球融资规模为126亿美元,环比下降3.08%。其中,中国领域融资金额为30亿美元,同比下降55.8%,在全球融资总额中占比为23.5%,比2018年同期下降了29%。

1.2.2 机器人端的研发现状

目前AI芯片的集成主要分为两种:一是基于传统冯·诺依曼架构的FPGA(现场可编程门阵列)和ASIC(专用集成电路)芯片,即常见的SoC(System on Chip);二是模仿人脑神经元结构设计的类脑芯片。其中,FPGA和ASIC芯片不管是研发还是应用,都已经形成一定规模;而类脑芯片虽然还处于研发初期,但具备很大潜力,未来可能成为行业内的主流。这两条发展路线的主要区别在于,前者沿用冯·诺依曼架构,后者采用类脑架构。现在的台式电脑采用的都是冯·诺依曼架构,它的核心思路就是处理器和存储器要分开,所以才有了CPU(中央处理器)和内存;而类脑架构,顾名思义,即模仿人脑神经元结构,因此CPU、内存和通信部件都集成在一起。

业内目前比较成熟的AI芯片基本都是SoC架构的,具体如下。

1.华为麒麟970

(1)经过10年研发,麒麟970采用了行业高标准的TSMC 10 nm工艺,集成了55亿个晶体管,功耗降低了20%,并实现了1.2 Gbps峰值下载速率。

(2)创新性集成NPU专用硬件处理单元,创新设计了HiAI移动计算架构,其AI性能密度大幅优于CPU和GPU。相较于4个Cortex-A73核心,处理相同AI任务,新的异构计算架构拥有约50倍能效和25倍性能优势,图像识别速度基本可达到2000张/分钟。

(3)麒麟970高性能8核CPU,对比上一代能效提高20%。率先商用Mali G72 12-Core GPU,与上一代相比,图形处理性能提升20%,能效提升50%,可以更长时间支持3D大型游戏的流畅运行。

2.寒武纪1A处理器

业界普遍猜测,华为NPU正是顶尖AI芯片企业寒武纪科技2019年发布的寒武纪1A处理器(Cambricon-1A Processor)。根据寒武纪科技公开的宣传材料,这款处理器是国际上首个商用深度学习处理器产品,拟以IP(知识产权)授权的方式进入下游厂商SoC芯片。如果上述猜测属实,华为背后的AI赋能者应该就是这家AI芯片领域的新晋独角兽——寒武纪。2017年4月,媒体报道称,寒武纪研发了国际首个深度学习专用处理器芯片(NPU),当时其IP指令集已扩大范围授权集成到手机、安防、可穿戴设备等终端芯片中,2016年就已拿到亿元订单。

3.盘古处理器

地平线公司携手芯原公司,推出盘古处理器(1080 p/30 fps),也是地平线公司的第一代芯片,用于辅助驾驶。虽然是1080 p/30 fps,但是采用地平线公司的处理器+算法,可以适应中国更加复杂、更有挑战性的交通状况。它能用超低功耗(大约1~2 W)的处理能力处理非常复杂的场景,比如用同级别的英伟达处理器处理30个人脸的实时抓拍,盘古处理器可以做到250个人脸,而功耗只有英伟达处理器的十分之一。

1.2.3 云端的研发现状

目前云端的研发状况与机器人端类似,只是在图像识别领域获得了进展。目前的解决方案就是搭建FPGA云,用大量的并行计算解决图像识别、转换和分类问题。

2017年1月20日,腾讯云推出国内首款高性能异构计算基础设施——FPGA云服务,利用云服务的方式将只有大型公司才能长期支付使用的FPGA服务推广到了更多企业。企业可以通过FPGA云服务器进行FPGA硬件编程,可将性能提升至通用CPU服务器的30倍以上。同时,与高性能计算的代表GPU相比,FPGA具有硬件可编程、低功耗、低延时的特性,代表了高性能计算的未来发展趋势。

而在人工智能(AI)火热的深度学习领域,企业同样可以将FPGA用于深度学习的检测阶段,与主要用于训练阶段的GPU互为补充。FPGA还可应用于金融分析、图像视频处理和基因组学等需要高性能计算的领域。

腾讯的QQ、微信业务,用户每天产生的图片数量都是数亿级别,常用的图片格式有JPEG、WebP等,WebP图片格式比JPEG图片格式存储空间小30%。为节省存储空间,降低传输流量,提升用户的图片下载体验,通常采用WebP格式进行存储及传输分发,而图片转码所带来的计算消耗需要上万台CPU机器支撑。因此,FPGA开发落地的第一个切入点就是图片转码:将JPEG图片格式转成WebP图片格式。

在图片转码的实践中,FPGA联合团队取得了FPGA处理延时,FPGA处理性能是CPU机器的6倍,验证了FPGA能进行计算加速的能力,同时也增强了FPGA联合团队的自信心。

当前,全球FPGA市场规模持续攀升,亚太地区是FPGA的主要市场,未来产业发展可期。全球FPGA市场规模2019年约69亿美元,2025年预计将达到125亿美元,未来市场增速稳中有升。亚太区占比达到42%,是FPGA的主要市场,中国FPGA市场规模约100亿元人民币,未来随着中国5G部署及AI技术发展,国内FPGA规模有望进一步扩大。 MO9fDuHbtKgbBMzK+g1aN/zsW6ULabDNRZrZ930BwC8izdans4hhEF6/AcU21iKm

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×