2017年堪稱人工智能應(yīng)用的元年，智能音箱等終端被寄予新風(fēng)口而風(fēng)靡。而隨著算法的不斷迭代、算力的不斷提升和數(shù)據(jù)量的激增，激發(fā)了人工智能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，2018年更是被稱為人工智能技術(shù)規(guī)模應(yīng)用的“拐點(diǎn)”。

而作為人工智能技術(shù)的核心，人工智能芯片也備受關(guān)注，引得國(guó)內(nèi)外科技巨頭紛紛布局。谷歌、蘋(píng)果、英特爾、高通、阿里巴巴、百度等巨頭紛紛開(kāi)始自主研發(fā)人工智能芯片。

國(guó)外AI芯片巨頭“先行一步”

自2016年3月谷歌AlphaGo戰(zhàn)勝圍棋世界冠軍李世乭開(kāi)始，谷歌人工智能就揭開(kāi)神秘面紗活躍在大眾視線中，2017年AlphaGo與柯潔的圍棋對(duì)戰(zhàn)，更是受到矚目。事實(shí)上，打敗世界冠軍的AlphaGo采用的就是谷歌的 TPU 系列芯片。

2016年谷歌宣布獨(dú)立開(kāi)發(fā)一種名為TPU 的全新的處理系統(tǒng)，專門為機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專用芯片。通過(guò)降低芯片的計(jì)算精度，減少實(shí)現(xiàn)每個(gè)計(jì)算操作所需晶體管數(shù)量的方式，讓芯片的每秒運(yùn)行的操作個(gè)數(shù)更高，這樣經(jīng)過(guò)精細(xì)調(diào)優(yōu)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型就能在芯片上運(yùn)行得更快，進(jìn)而更快地讓用戶得到更智能的結(jié)果。

2016年5月，在谷歌I/O大會(huì)上谷歌首次公布了自主設(shè)計(jì)的TPU；2017年谷歌I/O大會(huì)宣布正式推出第二代TPU處理器；2018年谷歌I/O大會(huì)上發(fā)布新一代TPU處理器——TPU 3.0。

TPU 3.0采用8位低精度計(jì)算以節(jié)省晶體管數(shù)量，對(duì)精度影響很小但可以大幅節(jié)約功耗、加快速度，同時(shí)還有脈動(dòng)陣列設(shè)計(jì)，優(yōu)化矩陣乘法與卷積運(yùn)算，并使用更大的片上內(nèi)存，減少對(duì)系統(tǒng)內(nèi)存的依賴，速度能加快到最高 100PFlops（每秒1000萬(wàn)億次浮點(diǎn)計(jì)算）。

11月28日，在拉斯維加斯召開(kāi)的AWS re：Invent2018大會(huì)上，亞馬遜云CEO Andy Jassy正式發(fā)布了其首款云端AI芯片Inferentia。據(jù)悉Inferentia將是一款高性能、低延遲、持續(xù)性好、性價(jià)比更高的機(jī)器學(xué)習(xí)芯片，每個(gè)Inferentia芯片的計(jì)算力將會(huì)高達(dá)“數(shù)百TOPS”，多塊芯片組合在一起后的計(jì)算力將會(huì)實(shí)現(xiàn)“數(shù)千TOPS”。

此外，在智能手機(jī)芯片市場(chǎng)“風(fēng)生水起”的高通，也在人工智能芯片方面積極布局。高通為AI芯片新開(kāi)了產(chǎn)品線，以700系列命名，第一款芯片就是5月24日祭出的驍龍710，專門瞄準(zhǔn)高端手機(jī)。這款芯片采用10納米工藝，搭載多核人工智能引擎AI Engine，能夠?yàn)榕恼铡⑽矬w分類、面部檢測(cè)、場(chǎng)景分割、自然語(yǔ)言理解、語(yǔ)音識(shí)別、安全認(rèn)證以及資源管理等場(chǎng)景提供服務(wù)，AI運(yùn)算能力比驍龍660提高225%。

而身為PC芯片巨頭，英特爾除了積極涉足移動(dòng)領(lǐng)域，也押注人工智能芯片。5月23日，英特爾推出第三代人工智能芯片Spring Crest，主打深度學(xué)習(xí)、機(jī)器訓(xùn)練。據(jù)悉，這款芯片2019年下半年將向市場(chǎng)開(kāi)放。

國(guó)內(nèi)AI芯片百家爭(zhēng)鳴

與國(guó)外發(fā)展態(tài)勢(shì)相比，我國(guó)以往長(zhǎng)期在CPU、 GPU、DSP 處理器設(shè)計(jì)上處于追趕地位。然而，人工智能的興起無(wú)疑是中國(guó)在處理器領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“彎道超車”的絕佳機(jī)遇。

2017年8月Hot Chips大會(huì)上百度發(fā)布了與賽思靈（Xilinx）合作的 XPU，這是一款 256 核、基于FPGA的云計(jì)算加速芯片。XPU采用新一代AI處理架構(gòu)，擁有GPU的通用性和 FPGA的高效率和低能耗，對(duì)百度的深度學(xué)習(xí)平臺(tái)PaddlePaddle做了高度的優(yōu)化和加速；

2018年7月，百度AI開(kāi)發(fā)者大會(huì)上百度CEO兼董事長(zhǎng)李彥宏發(fā)布了中國(guó)第一款云端全功能AI芯片“昆侖”，據(jù)介紹，其訓(xùn)練芯片和推理芯片采用三星14nm工藝，512GB/s內(nèi)存帶寬，由幾萬(wàn)個(gè)小核心構(gòu)成，其最高算力可達(dá)260TOPS，支持語(yǔ)音、圖像、自然語(yǔ)言處理、自動(dòng)駕駛等多種AI應(yīng)用，且編程靈活度很高。

2017年華為海思推出了全球首款A(yù)I芯片麒麟 970 。此芯片搭載的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器 NPU 采用寒武紀(jì) IP，臺(tái)積電10nm工藝，擁有55億個(gè)晶體管，功耗相比上一代芯片降低 20%。 CPU 架構(gòu)方面為 4 核 A73+4 核 A53 組成 8 核心，能耗同比上一代芯片得到 20%的提升； GPU 方面采用了 12 核 Mali G72 MP12GPU，在圖形處理以及能效兩項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)方面分別提升 20%和50%； NPU 采用 HiAI移動(dòng)計(jì)算架構(gòu)，在 FP16 下提供的運(yùn)算性能可以達(dá)到 1.92 TFLOPs，相比四個(gè) Cortex-A73 核心，處理同樣的 AI 任務(wù)，有大約具備 50 倍能效和 25 倍性能優(yōu)勢(shì)；

2018年10月，在華為全聯(lián)接大會(huì)上，華為董事長(zhǎng)、輪值董事長(zhǎng)徐直軍發(fā)布了兩款華為自主研發(fā)的，基于達(dá)芬奇架構(gòu)的云端AI芯片昇騰(Ascend)系列。

值得一提的是，繼首度公開(kāi)造芯計(jì)劃、全資收購(gòu)中天微后，阿里巴巴在芯片界又投下一顆深水炸彈——宣布成立芯片公司“平頭哥半導(dǎo)體有限公司”。阿里表示平頭哥由正在研發(fā)云端AI芯片Ali-NP的阿里達(dá)摩院和中天微的芯片研發(fā)團(tuán)隊(duì)組成，2019年將發(fā)布首款自研AI芯片，推進(jìn)阿里云端一體化的芯片布局。

不確定未來(lái)的人工智能更需要開(kāi)放合作的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈

隨著國(guó)內(nèi)外巨頭的相繼入局，近兩年來(lái)人工智能發(fā)展迅猛。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，2017年全球人工智能芯片市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到44.7億美元，預(yù)計(jì)到2018年將達(dá)到57億美元，2020年有望突破百億大關(guān)。

盡管發(fā)展快速，但不可否認(rèn)人工智能還處于初期階段。正如Cadence產(chǎn)品工程高級(jí)總監(jiān)劉淼于12月12日IC China分論壇上所言，“現(xiàn)階段我們的人工智能還處于弱人工智能階段，無(wú)法代替大腦來(lái)做更多的事情。”

當(dāng)前的人工智能領(lǐng)域取得的主要進(jìn)展是基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)，更擅長(zhǎng)解決的是感知問(wèn)題，在認(rèn)知問(wèn)題上還處于摸索階段，距離所謂的通用人工智能還有很大差距。目前百家爭(zhēng)鳴的人工智能芯片有待于創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈的緊密結(jié)合，推動(dòng)開(kāi)放合作、共享共贏的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈的形成。