“中興被禁”事件,，給國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的第一喝棒指向芯片制造。這是我國(guó)的短板,，也是智能產(chǎn)業(yè)最重要的“剛需”,。從2008年開(kāi)始，連續(xù)十年芯片都是我國(guó)第一大宗進(jìn)口商品,，占據(jù)了國(guó)際需求市場(chǎng)的50％,，2017年的進(jìn)口數(shù)量為3770億塊，花費(fèi)金額為2601億美元,。這些芯片被搭載在了智能手機(jī),、電視、電腦等多種硬件中,，而這些產(chǎn)品的生產(chǎn)量均占全球總量的半數(shù)以上,，其中電腦更高達(dá)95％。
對(duì)于傳統(tǒng)芯片而言,，接下來(lái)需要奮起直追,，而另一方面，AI芯片的迅速爆發(fā)也給中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了久違的起跑線驕傲,。據(jù)市場(chǎng)研究公司Compass Intelligence發(fā)布的上半年研究報(bào)告顯示,，在全球前24名的AI芯片企業(yè)排名表中，英偉達(dá)（Nvidia）,、英特爾（Intel）以及IBM（NPU）分別位列前三名,，中國(guó)公司占據(jù)了七個(gè)席位，最高名次是排行第12的華為,。
困局之中破局是唯一的出路,，AI芯片可能就是那個(gè)突破口。作為計(jì)算芯片的一種,，它正在對(duì)傳統(tǒng)（計(jì)算）芯片發(fā)出挑戰(zhàn),。
AI芯片是趨勢(shì)使然
根據(jù)摩爾定律，當(dāng)價(jià)格不變時(shí),，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,，約每隔18－24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍,。如何在相同的面積內(nèi)放入更多的元器件,？這對(duì)于制作工藝而言是一個(gè)極其大的挑戰(zhàn),，而這一工藝的提升速度是緩慢且艱難的,。因此，在算力、性能等方面,，當(dāng)前的集成電路相當(dāng)于到了一個(gè)“瓶頸期”,。
與此同時(shí)，AI逐步發(fā)展并落地,，面對(duì)海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和處理,，“算力”成為了一項(xiàng)至關(guān)重要的必備條件。然而當(dāng)前的AI算法訓(xùn)練,、推理等,，還是依賴英偉達(dá)、高通等廠商提供的傳統(tǒng)芯片,。但是,，不管是高通驍龍系列，亦或是英偉達(dá)GPU等傳統(tǒng)芯片,，其當(dāng)初被研發(fā)出來(lái)的目的并不是針對(duì)AI算法,，這也就意味著，在AI算法加速方面,，它們多是“心有力而余不足”的,。目前，它們所能做的,，也僅是在自己原有產(chǎn)品之上加注AI算法,，變身為“通用AI芯片”。但究其本質(zhì),，它們并沒(méi)有脫離“傳統(tǒng)芯片”行列,。
舉個(gè)例子，行車途中前方突然出現(xiàn)障礙物,，如果是CPU,，雖有AI優(yōu)化，但本身架構(gòu)致使其在算法加速方面有所限制,，導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理等相對(duì)較慢,，從而拉長(zhǎng)了時(shí)間線，也因此當(dāng)汽車意識(shí)到前方有障礙物時(shí),，可能已經(jīng)撞上了,；若是采取并行計(jì)算的GPU和針對(duì)AI算法加速的AI芯片，汽車將在極短時(shí)間內(nèi)提前發(fā)現(xiàn)障礙并作出預(yù)判,，但是GPU耗能太大,，用不了多久就會(huì)耗盡汽車的電池電能。相比之下,，AI芯片才是最佳方案,。
另外，AI芯片創(chuàng)企異構(gòu)智能中國(guó)區(qū)副總裁謝強(qiáng)此前在鎂客網(wǎng)M－TECH論壇上表示，CPU,、GPU等通用處理器市場(chǎng)已經(jīng)沒(méi)有機(jī)會(huì)了,，他們現(xiàn)在所能做的就是把各種各樣的終端AI芯片做到極致，配合CPU,、GPU等搭建一個(gè)小系統(tǒng),，這就是一個(gè)很好的解決方案。
如果說(shuō)在傳統(tǒng)芯片領(lǐng)域,，我國(guó)“反超”的機(jī)會(huì)不大,，且消耗的多項(xiàng)成本過(guò)高，那么“AI”芯片的大面積布局,，將是此領(lǐng)域關(guān)乎國(guó)家戰(zhàn)略層面的重要機(jī)遇,。也由此在風(fēng)起云涌間，傳統(tǒng)芯片與AI芯片難免狹路相逢,。
傳統(tǒng)芯片不要慌,，AI芯片尚有短板
相比于針對(duì)算法而研發(fā)的AI芯片，不管是算力還是功耗,，包括GPU等在內(nèi)的傳統(tǒng)芯片在內(nèi)的傳統(tǒng)芯片都無(wú)法相比,。
以百度“昆侖”與英偉達(dá)“Xavier”為例。百度開(kāi)發(fā)者大會(huì)上,，李彥宏稱“昆侖”是迄今為止業(yè)內(nèi)算力最高的AI芯片,，能在100w以上的功耗提供260萬(wàn)億次／秒的運(yùn)算速度，而英偉達(dá)“Xavier”的算力大概是30萬(wàn)億次／秒,，功耗為30w,。從性能和功耗的比值來(lái)看，以百度“昆侖”為代表的AI芯片暫時(shí)領(lǐng)先,。
云端芯片市場(chǎng),，號(hào)稱一霸的英偉達(dá)面臨著谷歌、百度,、華為等競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的“虎視眈眈”,。而占據(jù)手機(jī)終端芯片的高通，就AI算法加速而言,，雖然它也聲稱自己是AI平臺(tái),，但本質(zhì)上還是利用AI算法對(duì)原有既定框架進(jìn)行優(yōu)化，不能定義為真正的AI芯片,。
盡管AI芯片來(lái)勢(shì)洶洶,，但短板也非常明顯。
事實(shí)上,，目前還沒(méi)有出現(xiàn)像CPU一樣的AI通用算法芯片,，一劍封喉的應(yīng)用還沒(méi)出現(xiàn),。首先，AI芯片的量產(chǎn)問(wèn)題是頭部短板,。不同于已經(jīng)定性的傳統(tǒng)芯片,，AI芯片從架構(gòu)到設(shè)計(jì)等多個(gè)層面都會(huì)是一種全新的顛覆,。當(dāng)前,，雖有幾家初創(chuàng)公司表示他們的產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一種量產(chǎn)，但最終多是應(yīng)用于自身產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)鏈,，算不得真正的量產(chǎn),。
其次，AI芯片欠缺完整成熟的產(chǎn)業(yè)鏈,。在早前由鎂客網(wǎng)主辦的“M－TECH AI芯片商業(yè)化之路”論壇上,，多家AI芯片初創(chuàng)公司的嘉賓都表示，云端芯片市場(chǎng)的大部分空間已經(jīng)被英偉達(dá)占據(jù),，AI芯片創(chuàng)企在其中沒(méi)有機(jī)會(huì),，之所以形成這樣的局面正由于其產(chǎn)業(yè)鏈的建立。產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建完整,，AI芯片從上游設(shè)計(jì)到中游解決方案,、再到下游應(yīng)用場(chǎng)景落地才能流暢。
再次,，AI芯片的工作只是加速AI算法,，但在整個(gè)主板上，這只是芯片所要計(jì)算的一部分,。于其他方面,，還有更多的計(jì)算工作，而它們中間的多數(shù),，并不需要AI芯片的介入,，比如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等等。
當(dāng)然,，主流架構(gòu)探討,、算法通用可實(shí)現(xiàn)性、剛需應(yīng)用場(chǎng)景等也是AI芯片需要攻克的問(wèn)題,。
短期之內(nèi),，如英偉達(dá)這樣的芯片行業(yè)巨頭，其GPU因?yàn)樗懔ι星夷軌驖M足當(dāng)前AI算法加速的需要,，雖然耗能表現(xiàn)不佳,，但是出于產(chǎn)業(yè)的需求，仍然是占據(jù)了當(dāng)前市場(chǎng)的主要份額,。
總結(jié)：新舊更迭,，背后都是市場(chǎng)法則
不管是CPU,、GPU等傳統(tǒng)芯片，還是AI芯片,，它們出現(xiàn)的根因皆是因?yàn)槭袌?chǎng)有了新需求,，繼而才會(huì)形成趨勢(shì)，最終落實(shí)為產(chǎn)品,。這其中,，有著時(shí)代的更迭，也有著技術(shù)的進(jìn)步,。
這方面,，AI芯片本身就是一個(gè)典型的案例。因?yàn)橛?jì)算的需要,，人們開(kāi)始研發(fā)芯片,，從而誕生了CPU、GPU等,。之前很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),，CPU一直做著主要的任務(wù)處理和數(shù)據(jù)計(jì)算工作。之后隨著AI的出現(xiàn),，CPU的算力遇到了挑戰(zhàn),。反之，因?yàn)椴⑿羞\(yùn)算架構(gòu),，以往并不起眼的GPU開(kāi)始煥發(fā)光彩,。不過(guò)，它們終究不是為AI算法而定制的,，也因此,，迎合產(chǎn)業(yè)需求發(fā)展的AI芯片出現(xiàn)了。
長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,，出于對(duì)算力,、功耗等多方面的考慮，就AI算法加速方面,，AI芯片取代傳統(tǒng)芯片是一個(gè)必然的結(jié)果,。屆時(shí)，AI芯片或?qū)⑴cCPU,、GPU等一起集成到一個(gè)完整的處理器中,，諸如寒武紀(jì)NPU被集成至麒麟970一般，又或者,，AI芯片也將作為獨(dú)立處理器存在,，這一切目前還是未知數(shù)。
不過(guò),，可以確定的是,，就當(dāng)前而言,，我國(guó)在AI芯片的研發(fā)上已經(jīng)站在了世界前列。一旦AI芯片實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),，除了迎合智能時(shí)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求,，我國(guó)還將在芯片產(chǎn)業(yè)中獲得一定的話語(yǔ)權(quán)，在當(dāng)前核心技術(shù)缺失的困局下實(shí)現(xiàn)“彎道超車”,。（作者：韓璐）