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半導體芯片如何助力AI應用實現?台積電和格芯的大咖這樣說

Nick 來源:電子發燒友網2018-12-28 我要評論(0 )   

在2018年和2019年這兩(liang) 年,中外廠商AI芯片量產(chan) 和上市的新聞層出不窮。小編為(wei) 工程師來梳理一下,看看英特爾、英偉(wei) 達、超微、華為(wei) 、阿裏巴巴幾家的動作。

portant;font-size:17px !important;"> 在2018年和2019年這兩(liang) 年,中外廠商AI芯片量產(chan) 和上市的新聞層出不窮。小編為(wei) 工程師來梳理一下,看看英特爾、英偉(wei) 達、超微、華為(wei) 、阿裏巴巴幾家的動作。

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portant;font-size:17px !important;"> 1、2018年5月下旬,英特爾全球副總裁兼人工智能產(chan) 品事業(ye) 部總經理Naveen Rao表示,英特爾正在開發第一個(ge) 商用神經網絡處理器產(chan) 品英特爾Nervana NNP-L1000(Spring Crest),計劃在2019年發布。

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portant;font-size:17px !important;"> 2、2018年6月初,英偉(wei) 達正式發布了全新AI芯片“Jetson Xavier”,在CEO黃仁勳看來:“這台小電腦,將成為(wei) 未來機器人的大腦”,將該芯片的使用範圍清晰定義(yi) 在機器人領域。

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portant;font-size:17px !important;"> 3、2018年8月,英偉(wei) 達圖靈芯片(Turing)台積電大量以12納米投片,9月底已經開始出貨。

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portant;font-size:17px !important;"> 4、首度采用台積電7納米的超微移動加速處理器(APU)架構芯片,最快2018年底至2019年上半年出貨。

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portant;font-size:17px !important;"> 5、據台灣工商時報報道,華為(wei) 自行研發的雲(yun) 端運算AI芯片,包括采用台積電12奈米的Ascend 310及采用台積電7奈米的Ascend 910,預期在2019年第二季推出。

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portant;font-size:17px !important;"> 6、12月16日,阿裏巴巴成立的芯片公司平頭哥(上海)半導體(ti) 已經在上海完成注冊(ce) ,阿裏巴巴首席技術長、達摩院院長張建鋒透露,阿裏首款AI芯片預計2019年下半年麵世。這款芯片將應用在阿裏數據中心、城市大腦和自動駕駛等雲(yun) 端數據場景中。

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portant;font-size:17px !important;"> “AI芯片是AI技術發展過程中不可逾越的關(guan) 鍵階段,不管有什麽(me) 好的AI算法,要想最終得到應用,都必然通過芯片來實現。” 清華大學微電子所所長、中國半導體(ti) 行業(ye) 協會(hui) 集成電路設計分會(hui) 理事長魏少軍(jun) 斷言,芯片是實現人工智能的當然載體(ti) 。

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portant;font-size:17px !important;"> 圖:清華大學微電子所所長、中國半導體(ti) 行業(ye) 協會(hui) 集成電路設計分會(hui) 理事長魏少軍(jun)

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portant;font-size:17px !important;"> 在珠海舉(ju) 辦的ICCA2018年會(hui) 上,中國半導體(ti) 行業(ye) 協會(hui) 集成電路設計分會(hui) 理事長魏少軍(jun) 教授指出,集成電路設計產(chan) 業(ye) 蓬勃發展,芯片設計企業(ye) 再次大幅度上升,全國共有1698家設計企業(ye) ,比過去一年暴增了23%。1600多家無晶圓廠設計公司,有AI方麵產(chan) 品的公司也有不少,產(chan) 品如何落地,值得思考。

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portant;font-size:17px !important;"> 作為(wei) 全球晶元代工龍頭的台積電,其董事長張忠謀對外界表示,無論人工智能(AI)、5G等新應用,都脫離不了運算,因此,運算未來輝是非常普遍被需要的技術。而運算是集成電路(IC)的基本,未來無論什麽(me) 殺手級產(chan) 品出現,都需要IC,也讓IC產(chan) 業(ye) 長期看好。

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portant;font-size:17px !important;"> 圖:台積電董事長張忠謀

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portant;font-size:17px !important;"> 張忠謀預料,運算(computing)在未來將會(hui) 非常重要。他指出MIT新設立運算學院,是個(ge) 跨學係的學院,原本機械、電子、電機等係所都可以來運算學院修讀運算課程,5G和AI的根本都是運算。

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portant;font-size:17px !important;"> 張忠謀分析指出,大陸之所以可以誕生寒武紀等AI芯片獨角獸(shou) ,主要是因為(wei) 大陸有人才和國內(nei) 龐大的市場。這點和美國市場相同,比如Google, Facebook,這些獨角獸(shou) 能夠成功,前提是很大的國內(nei) 市場。

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portant;font-size:17px !important;"> 台積電中國業(ye) 務發展副總經理陳平陳平觀察這一波 AI 熱潮需要具備三個(ge) 關(guan) 鍵:海量數據、算法、技術工藝。AI 最先的要素是有“海量數據”才能成立,所有的場景推演和訓練都要有數據在背後做依據,如果想要做一個(ge) AI 產(chan) 品,但沒有數據庫做基礎,那評估的時候就要打個(ge) 問號!

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portant;font-size:17px !important;"> 兩(liang) 個(ge) 關(guan) 鍵點是算法和工藝,半導體(ti) 工藝技術是台積電的強項,IC 設計客戶要追求極致,有好的算法不夠,算力也很重要,用 7 納米就是比 28 納米的算力強,目前台積電是唯一 7 納米工藝技術的提供者。寒武紀、華為(wei) 海思、比特大陸都是台積電的重要客戶。

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portant;font-size:17px !important;"> 圖:格芯市場總監朱宇

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portant;font-size:17px !important;"> 格芯市場總監朱宇在12月21日的《人工智能落地應用與(yu) 趨勢》論壇上,指出,半導體(ti) 給AI應用帶來了實現的可能性。他分析說:從(cong) 雲(yun) 端到Edge端,AI應用分為(wei) 三個(ge) 大類:主要集中在AI訓練和inference,代表廠商是Google和英偉(wei) 達;在自動駕駛領域,采用AI是減輕駕駛員在駕駛途中的精力。做自動駕駛,需要車在實時性環境中反應,需要強大的計算平台和AI芯片;在邊緣(Edge)端,AI算力提升產(chan) 品體(ti) 驗,真正改變生活形態的挑戰部分。比如家裏的空調根據家中人數多少,自動調節溫度和濕度,又比如智能門鎖,監控人的進出,為(wei) 芯片設計的廠商帶來思考,用那種工藝實現AI算法。

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portant;font-size:17px !important;"> 從(cong) 雲(yun) 端的AI處理器的趨勢,經過多年的演進,從(cong) CPU到GPU到FPGA,在做雲(yun) 端訓練和處理器,大家都在定義(yi) 自己的架構,這種芯片需要先進工藝,做雲(yun) 端訓練,ASIC是必然之路。

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portant;font-size:17px !important;"> 服務器90%市場使用的是X86架構,做一個(ge) 芯片要替代X86, 再加上AI功能,需要更長的過程。加速芯片+服務器芯片,這是比較現實的模式。

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portant;font-size:17px !important;"> AI流程是怎樣的?訓練一個(ge) 神經網絡,把訓練好的神經網絡灌到芯片上,以車為(wei) 主,車子在使用當中,不斷有新數據產(chan) 生和輸入,已有的神經網絡會(hui) 做處理和判斷,雲(yun) 端不斷訓練神經網絡,終端門店不斷將神經網絡最新配置到更新車載上。AI的子應用,包括人臉識別、自動駕駛,都是這樣的套路。

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portant;font-size:17px !important;"> 他指出,大公司在雲(yun) 端AI創新更容易成功,中小型和初創公司在某個(ge) 細分領域做一些子創新,做AI應用落地更容易找到市場機會(hui) 。

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portant;font-size:17px !important;"> 從(cong) 工藝角度,業(ye) 界對AI客戶分為(wei) 兩(liang) 個(ge) 級別:第一、在數據中心做訓練的AI芯片,需求是高效和功耗,先進工藝,效能要高,實現互聯互通,采用高帶寬Memory,2.5D/3D封裝(3/2.5D與(yu) 多個(ge) HBMS或GDDRS的集成)。為(wei) 了未來新的形態GDR5+GDR6,芯片內(nei) 部嵌入的Memory也比較多,是一個(ge) 很大的芯片。第二、邊緣端普遍算力不足,這類客戶對AI芯片的功耗非常敏感,要考慮功耗與(yu) 成本的平衡。

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portant;font-size:17px !important;"> 手機Soc芯片是頂尖製程最主要應用領域,麒麟980芯片作為(wei) 首發商用7nm工藝製程手機Soc,麒麟980在指甲蓋大小的尺寸上塞進69億(yi) 個(ge) 晶體(ti) 管,實現了性能與(yu) 能效的提升,相較上一代處理器在表現上提升75%,在能效上提升58%。為(wei) 了7nm製程的研發,華為(wei) 投資遠遠超過了3億(yi) 美元,如果是數據中心使用的AI芯片,麵積是麒麟980芯片的幾倍,不是一個(ge) 小公司可以開發的

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portant;font-size:17px !important;"> 朱宇強調,在邊緣(Edge)端的創新空間巨大, 終端上普遍存在AI算力不夠的情況。“我看到的人臉識別、圖像處理加上AI處理引擎,對Memory需求沒有那麽(me) 高, 邊緣端對功耗非常敏感,要考慮功耗和成本的平衡。”

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portant;font-size:17px !important;"> AI芯片有三大發展趨勢:第一、追求更高性能;第二、從(cong) CPU到FPGA的進展可以在沒有芯片設計公司的情況下進行,3、遷移到ASIC需要一個(ge) 充足的設計團隊。

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portant;font-size:17px !important;"> 原創作者:章鷹

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