傳統(tǒng)的架構(gòu):基于馮。諾依曼架構(gòu)的FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)和ASIC(專用集成電路)芯片。FPGA和ASIC芯片不管是研發(fā)還是應(yīng)用,都已經(jīng)形成了一定生產(chǎn)、應(yīng)用規(guī)模。而類腦芯片雖然還處于研究初期,但未來具備很大潛力,可能在未來成為人工智能行業(yè)的主流。 現(xiàn)在的電腦,采用的都是馮·諾依曼架構(gòu)。它的核心架構(gòu)就是處理器和存儲器是分開布局的,所以CPU(中央處理器)和內(nèi)存條沒有集成在一起,只是在CPU中設(shè)置了容量極小的高速緩存。而類人腦架構(gòu),是模仿人腦神經(jīng)系統(tǒng)模型的結(jié)構(gòu),人腦中的神經(jīng)元既是控制系統(tǒng),同時又是存儲系統(tǒng)。
因此CPU、內(nèi)存條、總線、南北橋等等,最終都必將集成在一起,形成類人腦的巨大芯片組,至于發(fā)熱問題,內(nèi)存條微型化問題,人類最終會找到解決方法。
1、通用芯片(GPU)。GPU是單指令、多數(shù)據(jù)處理,采用數(shù)量眾多的計算單元和超長的流水線,主要處理圖像領(lǐng)域的運算加速。GPU是不能單獨使用的,它只是處理大數(shù)據(jù)計算時的能手,必須由CPU進行調(diào)用,下達指令才能工作。
但CPU可單獨作用,處理復雜的邏輯運算和不同的數(shù)據(jù)類型,但當需要處理大數(shù)據(jù)計算時,則可調(diào)用GPU進行并行計算。
2、半定制化芯片(FPGA)。FPGA適用于多指令,單數(shù)據(jù)流的分析,與GPU相反,因此常用于預測階段,如云端。FPGA是用硬件實現(xiàn)軟件算法,因此在實現(xiàn)復雜算法方面有一定的難度,缺點是價格比較高。
3、全定制化芯片(ASIC)。ASIC是為實現(xiàn)特定場景應(yīng)用要求時,而定制的專用AI芯片。除了不能擴展以外,在功耗、可靠性、體積方面都有優(yōu)勢,尤其在高性能、低功耗的移動設(shè)備端。
4、類腦芯片,類腦芯片架構(gòu)是一款模擬人腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的新型芯片編程架構(gòu),這一系統(tǒng)可以模擬人腦功能進行感知方式、行為方式和思維方式。
有人說,ASIC是人工智能芯片的一個主要發(fā)展方向,但真正的人工智能芯片未來發(fā)展的方向是類腦芯片。類腦芯片研究是非常艱難的,IBM、高通、英特爾等公司的芯片策略都是用硬件來模仿人腦的神經(jīng)突觸。GPU未來的應(yīng)用方向是高級復雜算法和通用性人工智能平臺,買來就能使用。
FPGA更適用于各種具體的行業(yè),人工智能會應(yīng)用到各個具體領(lǐng)域。ASIC芯片是全定制芯片。因為算法復雜度越強,越需要一套專用的芯片架構(gòu)與其進行對應(yīng)。定制就是當客戶處在某一特殊場景時,可以為其獨立設(shè)計一套專業(yè)智能算法軟件。而ASIC基于人工智能算法進行獨立定制,其發(fā)展前景看好。類腦芯片是人工智能最終的發(fā)展模式,但是離產(chǎn)業(yè)化還很遙遠。
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