本站原創(chuàng)，作者：章鷹，電子發(fā)燒友執(zhí)行副主編。

2019年，人工智能是最受矚目的領(lǐng)域，從醫(yī)療保健到招聘各個(gè)行業(yè)都在擁抱AI?？v觀全球，盡管軟件和算法演進(jìn)很快，但硬件和算力的結(jié)合卻能使AI的落地場(chǎng)景演進(jìn)成為可能。在AI市場(chǎng)，全球領(lǐng)先的公司英偉達(dá)，已經(jīng)從游戲、超級(jí)計(jì)算機(jī)到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的大型計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域建立業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，過(guò)去的半年中，以寒武紀(jì)、華為、阿里巴巴為代表中國(guó)軍團(tuán)對(duì)云端AI市場(chǎng)不斷推出新品，對(duì)這個(gè)領(lǐng)域全球競(jìng)爭(zhēng)秩序發(fā)起了沖擊。

中國(guó)云端AI市場(chǎng)，三大廠商密集發(fā)布新品上市

2019年6月20日，寒武紀(jì)宣布推出第二代云端AI芯片思云270及板卡產(chǎn)品。處理非稀疏深度學(xué)習(xí)模型的理論峰值性能提升至上一代MLU100的4倍，達(dá)到128TOPS（INT8）；同時(shí)兼容INT4和INT16運(yùn)算，理論峰值分別達(dá)到256TOPS和64TOPS；支持浮點(diǎn)運(yùn)算和混合精度運(yùn)算。

圖：寒武紀(jì)思云270芯片。

8月23日，華為正式發(fā)布算力最強(qiáng)的AI處理器Ascend910（昇騰910），同時(shí)推出了全場(chǎng)景AI計(jì)算框架MindSphore。實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明，在算力方面，昇騰910完全達(dá)到了設(shè)計(jì)規(guī)格，即：半精度（FP16）算力達(dá)到256Tera-FLOPS，整數(shù)精度（INT8）算力達(dá)到512Tera-OPS；重要的是，達(dá)到規(guī)格算力所需功耗僅310W，明顯低于設(shè)計(jì)規(guī)格的350W。

圖：華為昇騰910現(xiàn)場(chǎng)展示。

9月25日，在杭州云棲大會(huì)上，達(dá)摩院院長(zhǎng)張建鋒現(xiàn)場(chǎng)展示了阿里推出全球最強(qiáng)的AI芯片——含光800。這是一款云端神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器，主打推理，重點(diǎn)應(yīng)用于視覺(jué)場(chǎng)景，在業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的ResNet-50測(cè)試中，含光800推理性能達(dá)到78563IPS，比目前業(yè)界最好的AI芯片性能高4倍；能效比500IPS/W，是第二名的3.3倍。

圖：云棲大會(huì)上達(dá)摩院展臺(tái)上展出的含光800NPU。

圖：云棲大會(huì)上含光800NPU測(cè)試評(píng)估主動(dòng)散熱PCIe板卡。

云端AI芯片市場(chǎng)為什么這么熱？

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量在2014年到2020年間的年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將達(dá)23.1%，到2020年物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量達(dá)到501億。IDC預(yù)測(cè)2020年全球數(shù)據(jù)總量將突破40ZB，到2025年，全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備一年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量達(dá)到79.4ZB。在阿里云棲大會(huì)上，阿里巴巴董事長(zhǎng)張勇提出的公開(kāi)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，到2025年，全球一年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將達(dá)175ZB，是IDC預(yù)測(cè)的兩倍。

數(shù)據(jù)是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的石油，算力是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的發(fā)動(dòng)機(jī)，把數(shù)據(jù)變成石油，其中AI芯片是關(guān)鍵。根據(jù)ABIResearch的第一份報(bào)告“云端AI芯片：市場(chǎng)前景和供應(yīng)商定位”表示：云端AI推理和訓(xùn)練所產(chǎn)生的AI芯片市場(chǎng)，預(yù)計(jì)將從2019年的42億美元增長(zhǎng)到2024年的100億美元。終端AI芯片市場(chǎng)也將近80億美元。

與終端AI芯片相比，云端AI芯片通常具有更高的計(jì)算能力，更高的功耗，更大的物理占用面積，因此也相對(duì)更加昂貴。對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)和云服務(wù)商，其自身對(duì)于AI芯片需求越大，意味著需要付出的成本更為高昂，這也是阿里巴巴、華為、亞馬遜等公司紛紛自研芯片的初始原因。

三位中國(guó)挑戰(zhàn)者的實(shí)力展示

到目前為止，云端AI市場(chǎng)一直由英偉達(dá)的GPU和英特爾的CPU主導(dǎo)，而現(xiàn)在的它們正面臨著HabanaLabs、高通等公司的挑戰(zhàn)。最近寒武紀(jì)、華為和阿里巴巴新品的發(fā)布，也正是宣布進(jìn)入這一高地。

行業(yè)權(quán)威人士指出，考慮到國(guó)內(nèi)高端人工智能技術(shù)的匱乏，人工智能硬件在中國(guó)還處于新興產(chǎn)業(yè)，市場(chǎng)潛力巨大，2019年，多家公司推出新品，很快與Nvidia展開(kāi)激烈的競(jìng)爭(zhēng)，是否能切分蛋糕，實(shí)力非常關(guān)鍵。

第一、在芯片性能方面，寒武紀(jì)“思元270”的性能參數(shù)有意向業(yè)界標(biāo)桿英偉達(dá)TeslaT4看齊?！八荚?70”可支持INT16/INT8/INT4等多種定點(diǎn)精度計(jì)算，INT16的峰值性能為64Tops（64萬(wàn)億次運(yùn)算），INT8為128Tops，INT4為256Tops。

對(duì)比TeslaT4，F(xiàn)P16的峰值性能為65Tops，INT8為130Tops，INT4為260Tops。

功耗方面，“思元270”功耗為75w，與TeslaT4持平。

寒武紀(jì)在訓(xùn)練領(lǐng)域的低精度整數(shù)運(yùn)算實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵性突破，思元270訓(xùn)練版板卡將可通過(guò)8位或16位定點(diǎn)運(yùn)算提供卓越的人工智能訓(xùn)練性能，該技術(shù)有望成為AI芯片發(fā)展的重要里程碑。

第二、華為輪值董事長(zhǎng)徐直軍對(duì)業(yè)界表示：昇騰910總體技術(shù)表現(xiàn)超出預(yù)期，作為算力最強(qiáng)AI處理器，當(dāng)之無(wú)愧。我們已經(jīng)把昇騰910用于實(shí)際AI訓(xùn)練任務(wù)。比如，在典型的ResNet50網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練中，昇騰910與MindSpore配合，與現(xiàn)有主流訓(xùn)練單卡配合TensorFlow相比，顯示出接近2倍的性能提升。

如同手機(jī)市場(chǎng)，華為在AI戰(zhàn)略商擺出了挑戰(zhàn)對(duì)手的姿態(tài)，手機(jī)市場(chǎng)上華為自有品牌手機(jī)加上自有麒麟芯片技術(shù)，把握住5G手機(jī)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，在AI市場(chǎng)，華為拿出昇騰910+MindSphere的硬件與架構(gòu)服務(wù)組合，還有自主的訓(xùn)練架構(gòu)以及整合能力。雖然這個(gè)組合在海外市場(chǎng)能否開(kāi)展業(yè)務(wù)令人懷疑，但在價(jià)格和效能驅(qū)動(dòng)夏，華為在AI市場(chǎng)更有競(jìng)爭(zhēng)力，特別是智慧城市、自動(dòng)駕駛車(chē)輛、物聯(lián)網(wǎng)和之后會(huì)醫(yī)療等熱門(mén)應(yīng)用上，華為自有技術(shù)加上軟硬整合，相信可以啟動(dòng)更大的市場(chǎng)。

第三、阿里巴巴首席技術(shù)官?gòu)垊︿h表示，含光800的云端推理能力出眾。1個(gè)含光800算力等于10個(gè)普通GPU，在業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的ResNet-50測(cè)試中，峰值性能達(dá)到78563IPS，每秒處理7.8萬(wàn)張圖片，是目前全球最高性能的AI推理芯片，每瓦可以處理500張照片。同樣以推理能力來(lái)說(shuō)，含光800的推理能力是英偉達(dá)T4（1721IPS）的五倍，是英偉達(dá)P4的46倍，能效比是第二名HabanaLabs的Goya的3.3倍，是寒武紀(jì)MLU270的3.5倍。

在現(xiàn)場(chǎng)演示中，杭州城市大腦實(shí)時(shí)處理主城區(qū)的交通視頻，需要40顆傳統(tǒng)的GPU，延時(shí)300ms，使用含光800僅需要4顆，延時(shí)減低到150ms。在拍立淘商品庫(kù)每天新增的10億商品圖片，使用傳統(tǒng)GPU算力識(shí)別需要1小時(shí)，使用含光800可以縮短至5分鐘。軟硬件協(xié)同的極致設(shè)計(jì)體現(xiàn)了巨大市場(chǎng)前景。

結(jié)語(yǔ)

行業(yè)專家認(rèn)為，人工智能將有可能得到規(guī)?；褂茫笠?guī)模新技術(shù)會(huì)在未來(lái)二三十年取得突破。人工智能將給社會(huì)提供更多的效率，國(guó)家會(huì)因?yàn)槿斯ぶ悄馨l(fā)生翻天覆地的變化。

面對(duì)人工智能帶來(lái)的改變，國(guó)家自身的發(fā)展會(huì)取決于這個(gè)國(guó)家的能力，取決于行業(yè)成熟性和算法、算力、基礎(chǔ)設(shè)施的提供，比如超級(jí)計(jì)算機(jī)、超大規(guī)模的系統(tǒng)等一系列的支撐。作為中國(guó)本土云端AI芯片的主要供應(yīng)商，寒武紀(jì)、華為和阿里平頭哥，雖然現(xiàn)在比英偉達(dá)的實(shí)力還有差距，但在中國(guó)巨大的市場(chǎng)潛力和應(yīng)用帶動(dòng)下，會(huì)有更多可能開(kāi)發(fā)出先進(jìn)產(chǎn)品，未來(lái)如何，讓我們拭目以待。