AI芯片,是中國實(shí)現(xiàn)彎道超車最好的機(jī)會(huì)!

10月10日,上海世博館,華為在全聯(lián)接大會(huì)發(fā)布了兩款自研云端芯片:華為昇騰910和昇騰310。

徐直軍稱,昇騰910是目前單芯片計(jì)算密度最大的芯片,計(jì)算力遠(yuǎn)超谷歌及英偉達(dá),而昇騰310芯片的最大功耗僅8W,是極致高效計(jì)算低功耗AI芯片,兩款芯片預(yù)計(jì)明年第二季度正式上市。

繼推出麒麟980后,華為又推出昇騰910和昇騰310。毫無疑問,華為又雙叒叕給國人長了臉,但中美AI芯片是否站在了同一起跑線?

中國AI芯片企業(yè):華為領(lǐng)銜,百家爭鳴


在芯片領(lǐng)域,一定程度上華為扛起了中國大旗。對(duì)于中國缺芯的事實(shí),以及核心科技的重要性,華為早早就捕捉到。從1991年開始,為了增加通信系統(tǒng)的競爭力,華為走上了開發(fā)ASIC(專用芯片)之路。

經(jīng)過了27年的時(shí)間,華為的芯片越做越強(qiáng)。尤其在AI芯片領(lǐng)域,華為更是領(lǐng)銜中國眾多企業(yè),昨日推出的昇騰910和昇騰310就是最好的證明。

徐直軍表示,華為本次發(fā)布兩款A(yù)I芯片,均基于自主開發(fā)的“達(dá)芬奇”架構(gòu)。昇騰910半精度(FP16):256TeraFLOPS,整數(shù)精度(INT8):512TeraOPS,實(shí)現(xiàn)單芯片計(jì)算密度最大,比英偉達(dá)V100還快一倍。昇騰310是一款極致高效計(jì)算低功耗SoC,最大功耗為8W,采用12nm工藝。

除華為外,還有寒武紀(jì)、百度、比特大陸、云天勵(lì)飛、云知聲、海康威視等都在AI芯片領(lǐng)域發(fā)力,并各自推出了自家AI芯片。其中,百度7月4日推出了AI芯片“昆侖”,寒武紀(jì)5月3日推出了AI芯片Cambricon MLU100,比特大陸去年11月9日推出了AI芯片 BM1680。

美國AI芯片企業(yè):英偉達(dá)制霸全球

目前云端應(yīng)用范圍最廣、效率最高的AI芯片仍是GPU,大量涉足人工智能的企業(yè)都采用GPU進(jìn)行加速。英偉達(dá)目前占據(jù)全球GPU行業(yè)的市場份額超過70%,遠(yuǎn)超AMD等競爭對(duì)手。

根據(jù)英偉達(dá)官方資料,與英偉達(dá)合作開發(fā)深度學(xué)習(xí)項(xiàng)目的公司2016年超過19000家。目前百度、Google、Facebook和微軟等IT巨頭都采用英偉達(dá)的GPU對(duì)其人工智能項(xiàng)目進(jìn)行加速。

市場研究顧問公司Compass Intelligence發(fā)布的最新研究結(jié)果顯示,在全球人工智能(AI)芯片企業(yè)排名表“A_List”中,前三名依序?yàn)橛ミ_(dá)(Nvidia)、英特爾(Intel)以及IBM,蘋果排名第5名、三星第9名;華為第12名,成中國大陸地區(qū)最強(qiáng)AI芯片廠商。

AI芯片,是中國實(shí)現(xiàn)彎道超車最好的機(jī)會(huì)!的圖1

來源:Compass Intelligence

從目前來看,撼動(dòng)英偉達(dá)霸主地位還是比較困難。但未來,AI芯片確是中美最有可能彎道超車的領(lǐng)域,原因有四。

原因之一:AI芯片發(fā)展歷程不長

1956年達(dá)特茅斯會(huì)議上,科學(xué)家約翰·麥卡錫,克勞德·香農(nóng)和馬文·明斯基提出了“人工智能”一詞。2009年,斯坦福大學(xué)的Rajat Raina、Anand Madhavan和Andrew Ng發(fā)表了一篇論文,闡述了現(xiàn)代GPU在深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域擁有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過多核CPU的計(jì)算能力。

隨后,NVIDIA研究人員利用全新GPU加速深度學(xué)習(xí)技術(shù)。深度學(xué)習(xí)可幫助計(jì)算機(jī)理解大量圖像、聲音和文本形式的數(shù)據(jù)。利用多層次的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)能像人類一樣觀察、學(xué)習(xí)復(fù)雜的情況,并做出相應(yīng)的反應(yīng),有時(shí)甚至比人類做得還好

縱觀發(fā)現(xiàn),AI芯片的發(fā)展歷程并不長。這也意味著,技術(shù)積累的時(shí)間不夠長,技術(shù)壁壘尚未完全形成,中美完全有可能站到同一起跑線上。另一方面,根據(jù)工信部的相關(guān)數(shù)據(jù),截止到2017年底,我國已經(jīng)擁有人工智能企業(yè)2000余家;2018年我國人工智能領(lǐng)域?qū)@麛?shù)量全球占比已達(dá)22%。

原因之二:AI芯片迎來井噴期

過去,人工智能的解決方案一般有兩種:一、“CPU+GPU”的解決方案,但需要等CPU單獨(dú)運(yùn)算并發(fā)送指令;二、FPGA、ASIC解決方案,但沒有單獨(dú)為AI的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算設(shè)置處理器。兩種方案的能效都較低,隨著人工智能的落地,AI芯片的研發(fā)、應(yīng)用迫在眉睫。

AI芯片,是中國實(shí)現(xiàn)彎道超車最好的機(jī)會(huì)!的圖2

來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

目前,99%的AI軟件尚未編寫,只有不到1%的云服務(wù)器用于AI加速(今年總計(jì)500+萬臺(tái)服務(wù)器),企業(yè)服務(wù)器活動(dòng)幾乎為零。訓(xùn)練和推理工作從低基數(shù)中倍增,今天的加速硬件(GPU、CPU、FPGA)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場的要求。

同時(shí),人工智能在物流、無人駕駛、醫(yī)療、教育、制造等領(lǐng)域的落地,帶動(dòng)了AI芯片需求的快速增長。根據(jù)統(tǒng)計(jì),2016年人工智能芯片市場規(guī)模達(dá)到6億美元,預(yù)計(jì)到2021年將達(dá)到52億美元,年復(fù)合增長率達(dá)到53%。

AI芯片,是中國實(shí)現(xiàn)彎道超車最好的機(jī)會(huì)!的圖3

來源:公開資料整理

原因之三:開源且免費(fèi)的RISC-V芯片架構(gòu)

RISC-V芯片架構(gòu)的指令集是開源的,任何人都可以下載并在架構(gòu)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)芯片,且無須付費(fèi)。該芯片架構(gòu)始于2010年,在加州伯克利分校創(chuàng)建,采用第五代“精簡指令集計(jì)算機(jī)”架構(gòu)類型。

對(duì)于制造商而言,開源方法可以降低構(gòu)建定制芯片的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。如果你想用ARM實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),你必須向其開發(fā)方英國安謀國際科技公司支付數(shù)百萬美元的許可費(fèi)。如果你想使用x86,那你就很不走運(yùn)了,因?yàn)橛⑻貭栔粚⑵渲噶罴跈?quán)給超微半導(dǎo)體公司(AMD)。

多年來,科技公司巨頭們已經(jīng)設(shè)計(jì)了自己的芯片來處理和其設(shè)備相關(guān)的特殊任務(wù)。利用RISC-V,科技公司現(xiàn)在能夠從指令集入手,然后雇用CPU架構(gòu)師和其他工程師來構(gòu)建和測(cè)試芯片,而無須支付巨額的預(yù)先許可費(fèi)。

開源且免費(fèi)的RISC-V芯片架構(gòu),這對(duì)中國AI芯片產(chǎn)業(yè)來說也是有利條件。因?yàn)?,該技術(shù)降低了創(chuàng)建定制芯片的成本,意味著越來越多的公司開源選擇構(gòu)建自己的定制芯片,同時(shí)也不需要支付巨額許可費(fèi)。

原因之四:中國有海量的應(yīng)用市場

從目前情況來看,AI芯片主要應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛、工業(yè)機(jī)器人、智能手機(jī)等領(lǐng)域,根據(jù)《2017-2023年中國人工智能芯片行業(yè)研究及未來發(fā)展趨勢(shì)報(bào)告》顯示,以安防芯片為例,預(yù)計(jì)國內(nèi)2018年攝像機(jī)產(chǎn)量約2億臺(tái),每臺(tái)攝像機(jī)配置一顆圖像處理芯片,參考IPC芯片15元/顆價(jià)格,整個(gè)芯片市場規(guī)模約30億元。

據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域市場需求與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示,中國2015年物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到7500億元人民幣,預(yù)計(jì)到2020年將達(dá)到1.8萬億元。

AI芯片,是中國實(shí)現(xiàn)彎道超車最好的機(jī)會(huì)!的圖4

來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

麥肯錫預(yù)計(jì),中國未來很可能成為全球最大的自動(dòng)駕駛市場,至2030年,自動(dòng)駕駛相關(guān)的新車銷售及出行服務(wù)創(chuàng)收將超過5000億美元。

2018年我國機(jī)器人市場規(guī)模為54.2億美元,同比增長18.2%,其中工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模約為36.3億美元,服務(wù)機(jī)器人市場規(guī)模約為11.4億美元,特種機(jī)器人市場規(guī)模約為6.5億美元。

根據(jù)Analysy易觀數(shù)據(jù)顯示,2017年中國智能手機(jī)銷量達(dá)到45593萬臺(tái),較2016年增長1.1%,預(yù)計(jì)2020年中國智能手機(jī)銷量將在43799萬臺(tái)左右。

在中國,有如此大的海量應(yīng)用市場,相當(dāng)于中國AI芯片有了最肥沃的發(fā)展土壤,這是世界上任何一個(gè)國家都無法比擬的。

結(jié)語:AI芯片 中國大有可為

很多人認(rèn)為,中美貿(mào)易摩擦的關(guān)鍵原因就是AI和芯片,結(jié)合“A_List”排名表及中美兩國的AI芯片廠商,可看出在AI芯片領(lǐng)域,中國的科技力量已經(jīng)嚴(yán)重威脅到了美國的霸主地位,這在其他領(lǐng)域是很難見到的。

需要指出,在AI芯片領(lǐng)域中美并沒有站在同一起跑線上,中國離美國確有一段差距。但欣慰的是,這段差距是可見的、可衡量的,在趨勢(shì)、技術(shù)、市場三者的加持下,AI芯片是中國最有可能實(shí)現(xiàn)彎道超車的領(lǐng)域之一。

從中興事件到“間諜芯片”,美國的主流聲音已經(jīng)喧囂塵上。長期而言,中美IC產(chǎn)業(yè)的實(shí)力差距懸殊不會(huì)改變。但短期內(nèi)如果中國能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)上突破,并以點(diǎn)帶面逐步解除封鎖,才是大家喜聞樂見的。綜上:AI芯片,中國大有可為。

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