GPU/CPU/TPU都是啥？有何區(qū)別？

　　市場(chǎng)對(duì)人工智能的熱情持續(xù)高漲，特別是硬件領(lǐng)域。

　　正在向人工智能服務(wù)器供應(yīng)商轉(zhuǎn)型的圖形處理器 （GPU）生產(chǎn)巨頭英偉達(dá)（NVIDIA）股價(jià)周一創(chuàng)出歷史新高，凸顯出市場(chǎng)對(duì)人工智能硬件領(lǐng)域的追捧。

　　目前，Google、Facebook、Microsoft、百度等科技巨頭紛紛涉足人工智能。Google本周就宣布，正在為人工智能研發(fā)專門的芯片TPU。浙商證券分析師楊云表示，人工智能將成為下一個(gè)大風(fēng)口，首當(dāng)其沖的就包括硬件。

　　在圖像語音識(shí)別、無人駕駛等人工智能領(lǐng)域的運(yùn)用層面，圖形處理器 （GPU）正迅速擴(kuò)大市場(chǎng)占比，而谷歌專門為人工智能研發(fā)的TPU則被視為GPU的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

　　概念

　　人工智能的實(shí)現(xiàn)需要依賴三個(gè)要素：算法是核心，硬件和數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)。

　　算法主要分為為工程學(xué)法和模擬法。工程學(xué)方法是采用傳統(tǒng)的編程技術(shù)，利用大量數(shù)據(jù)處理經(jīng)驗(yàn)改進(jìn)提升算法性能；模擬法則是模仿人類或其他生物所用的方法或者技能，提升算法性能，例如遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

　　硬件方面，目前主要是使用 GPU 并行計(jì)算神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

　　浙商證券制作了下圖體現(xiàn)這些要素之間的關(guān)系：

　　從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來講，人工智能生態(tài)分為基礎(chǔ)、技術(shù)、應(yīng)用三層。

　　基礎(chǔ)層包括數(shù)據(jù)資源和計(jì)算能力；技術(shù)層包括算法、模型及應(yīng)用開發(fā)；應(yīng)用層包括人工智能+各行業(yè)（領(lǐng)域），比如在互聯(lián)網(wǎng)、金融、汽車、游戲等產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的語音識(shí)別、人臉識(shí)別、無人機(jī)、機(jī)器人、無人駕駛等功能。

　　GPU

　　英偉達(dá)（NVIDIA）制造的圖形處理器 （GPU）專門用于在個(gè)人電腦、工作站、游戲機(jī)和一些移動(dòng)設(shè)備上進(jìn)行圖像運(yùn)算工作，是顯示卡的“心臟”。

　　GPU與CPU的區(qū)別

　　本身架構(gòu)方式和運(yùn)算目的的不同，導(dǎo)致英特爾制造的CPU 和 GPU之間有所區(qū)別（圖表來自浙商證券）。

　　GPU之所以能夠迅速發(fā)展，主要原因是GPU針對(duì)密集的、高并行的計(jì)算，這正是圖像渲染所需要的，因此 GPU 設(shè)計(jì)了更多的晶體管專用于數(shù)據(jù)處理，而非數(shù)據(jù)高速緩存和流控制。

　　與CPU相比，GPU擁有更多的處理單元。據(jù)海通證券分析師鄭宏達(dá)、魏鑫介紹，

　　和CPU 上大部分面積都被緩存所占據(jù)有所不同，諸如GTX 200 GPU之類的核心內(nèi)很大一部分面積都作為計(jì)算之用。如果用具體數(shù)據(jù)表示，大約估計(jì)在 CPU 上有 20%的晶體管是用作運(yùn)算之用的，而（GTX 200）GPU 上有 80%的晶體管用作運(yùn)算：