各路廠商角逐人工智能芯片

隨著人工智能受到媒體和資本的熱捧，近來國內(nèi)外各路豪杰紛紛推出自己的人工智能芯片，在這些廠商各自的發(fā)布會(huì)上，紛紛宣傳自己的產(chǎn)品是多么先進(jìn)，并且在PPT上展示如何在性能和功耗上吊打競爭對手。

而且在宣傳語中，“全球領(lǐng)先”、“中國首款”等字樣屢見不鮮。宣傳越來越邪乎，都宣傳自己是“中國首款”，這種情況下，PPT的紙面數(shù)據(jù)吊打友商根本沒有任何意義。大家真正應(yīng)該關(guān)注的是這些宣傳“全球領(lǐng)先”的國產(chǎn)人工智能芯片，與應(yīng)用結(jié)合得是否緊密。

各路廠商角逐人工智能芯片

近年來，PC行業(yè)已經(jīng)開始逐年衰退，智能手機(jī)行業(yè)也隨著市場的逐漸飽和進(jìn)入瓶頸期。在這種情況下，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域被認(rèn)為是下一個(gè)風(fēng)口。其中，人工智能無疑是最受媒體和資本熱捧的寵兒。

正是因此，國外大廠紛紛推出了自己的人工智能芯片。

Intel推出了眾核CPU，英偉達(dá)推出了專門勇于人工智能的GPU，CEVA和Cadence推出了用于人工智能的DSP，阿爾特拉推出了用于人工智能的FGPA。此外，谷歌也推出了TPU，IBM推出了“真北”，原本造電動(dòng)汽車的特斯拉也宣傳要開發(fā)自己的人工智能芯片。

在國外大廠跑馬圈地的同時(shí)，國內(nèi)單位也推出了各自的人工智能芯片，中科院計(jì)算所推出了寒武紀(jì)芯片，中星微也開發(fā)了星光智能一號(hào)。2017年年底，地平線推出了自己的人工智能視覺處理器，華夏芯也發(fā)布了自己的“松江”和“北極星”。另外，一些廠商明明是購買友商的人工智能IP集成到SoC中，卻在宣傳上非常藝術(shù)，很容易誤導(dǎo)大眾以為這些買IP做集成的廠商也在開發(fā)人工智能芯片。

寒武紀(jì)變成了麒麟NPU

國外廠商如何我們姑且不論，但國內(nèi)廠商在宣傳上已然越來越浮夸，比如在去年12月，地平線舉辦的“AI芯時(shí)代”產(chǎn)品發(fā)布會(huì)上就請了上百家媒體來助威，并宣布“這次推出的芯片是中國首款全球領(lǐng)先的高性能、低功耗、低延時(shí)的嵌入式人工智能視覺處理器”。在媒體的報(bào)道中，還將地平線稱之為“全球領(lǐng)先的嵌入式人工智能領(lǐng)導(dǎo)者”。

就在地平線產(chǎn)品發(fā)布會(huì)的不久之后，華夏芯也發(fā)布了自己的產(chǎn)品，在宣傳中稱：

發(fā)布了中國首款64位高端嵌入式“長城”系列CPU/DSP統(tǒng)一處理器IP和“松江”系列嵌入式人工智能專用處理器IP，以及基于上述全自主IP的多核SoC芯片平臺(tái)——北極星。據(jù)悉，這是國內(nèi)首次發(fā)布具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的人工智能平臺(tái)型芯片，不僅打破了國外壟斷，還初步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，為建設(shè)和完善我國自主可控的人工智能產(chǎn)業(yè)鏈添上了重要一筆。

實(shí)事求是的說，這些宣傳語中是有一定水分的，比如地平線所謂的“中國首款全球領(lǐng)先的嵌入式人工智能處理器”就不準(zhǔn)確。畢竟在去年10月，中科院計(jì)算所的嵌入式人工智能處理器寒武紀(jì)1A已經(jīng)隨著華為Mate10的上市進(jìn)入尋常百姓家，而直到2個(gè)月之后，地平線才發(fā)布所謂“中國首款全球領(lǐng)先的嵌入式人工智能處理器”。

又比如華夏芯，本質(zhì)上是選擇用傳統(tǒng)SIMD/DSP架構(gòu)來跑人工智能，這種做法和去年的星光智能一號(hào)如出一轍，由于國內(nèi)已經(jīng)有了寒武紀(jì)、星光智能一號(hào)等產(chǎn)品，且寒武紀(jì)有望借助華為手機(jī)的暢銷實(shí)現(xiàn)千萬級(jí)量產(chǎn)，所謂的打破國外壟斷也就無從談起了。

類似的，百度推出了XPU、阿里剛發(fā)布Ali-NPU。根據(jù)媒體的報(bào)道，Ali-NPU還在設(shè)計(jì)中，但又公然宣稱：“阿里巴巴的Ali-NPU性能，將是目前市面上主流CPU、GPU架構(gòu)AI芯片的10倍，而制造成本和功耗僅為一半，性價(jià)比超過40倍”。在Ali-NPU還在設(shè)計(jì)之中的情況下，真不知道這些10倍、40倍的數(shù)據(jù)是怎么測試出來的。難不成達(dá)摩院的掃地僧和杰克馬切磋“功守道”測試出來的？

可以說，由于人工智能掀起的熱度，很多廠商都去蹭熱點(diǎn)，寄希望于獲得資本市場的青睞。而為了在宣傳中標(biāo)榜自己，各種“中國首款”、“全球領(lǐng)先”、“打破國外壟斷”等標(biāo)簽也就被大家用爛了。

八仙過海，各顯神通

就目前而言，人工智能芯片主要以ASIC、FPGA、CPU、GPU、DSP為主，像寒武紀(jì)和地平線就是屬于ASIC，阿爾特拉的人工智能芯片屬于FPGA，英偉達(dá)的人工智能芯片屬于GPU，星光智能一號(hào)屬于DSP，英特爾的方案屬于CPU。

在這些人工智能芯片中有一個(gè)規(guī)律，那就是芯片的通用性與用來跑人工智能的性能和功耗成反比。像CPU這樣的芯片，因?yàn)槠洹叭f精油”的屬性，導(dǎo)致這種芯片具有很好的通用性，但在某些特定領(lǐng)域，性能和功耗相對于其他幾種芯片都沒有啥優(yōu)勢。

而GPU的通用性比CPU要差，但又不如ASIC，因而在性能和功耗方面會(huì)優(yōu)于CPU，但明顯低于ASIC，這也是中科院計(jì)算所孵化的寒武紀(jì)芯片能在性能功耗比上明顯優(yōu)于GPU的原因。

將傳統(tǒng)的面向數(shù)字信號(hào)處理的DSP處理器架構(gòu)進(jìn)行運(yùn)算器方面的修改之后，也可以用來跑人工智能，而且可以借助現(xiàn)有的成熟技術(shù)。不過在應(yīng)用領(lǐng)域上有一定局限性——可以用于卷積神經(jīng)網(wǎng)（CNN），但對循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）和長短期記憶網(wǎng)絡(luò)（LSTM）等處理語音和自然語言的網(wǎng)絡(luò)則無能為力。換言之，就是這種DSP主要用于機(jī)器視覺領(lǐng)域，但難以應(yīng)用到語音識(shí)別、文本處理和自然語言理解等領(lǐng)域。用DSP做人工智能芯片的做法，在人工智能細(xì)分市場還是具備一定商業(yè)上的潛力的。

根據(jù)阿爾特拉的PPT，其專門針對人工智能的FPGA性能功耗比卻可以達(dá)到50GFlops/W，因而有觀點(diǎn)認(rèn)為，F(xiàn)PGA由于比英偉達(dá)的GPU省電，可以降低運(yùn)營費(fèi)用而取得優(yōu)勢。不過，F(xiàn)PGA也有自己的缺點(diǎn)，那就是缺乏性價(jià)比。雖然FPGA在一些新興的應(yīng)用領(lǐng)域取得了一定成績，但隨著新興領(lǐng)域的崛起，其市場規(guī)模和重要性不斷提升，由于缺乏性價(jià)比的原因，F(xiàn)PGA最終會(huì)被專用芯片所替代。

不過，性能高一點(diǎn)，低一點(diǎn)問題不大，真正重要的是應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)生態(tài)。英偉達(dá)的GPU成為主流，愿意就在于生態(tài)做得好，開發(fā)方便。

人工智能不宜被過度炒作

由于人工智能非?；鸨?，眾多公司開始玩概念，不論是做比特幣礦機(jī)的，還是做DSP的，搖身一變都成為人工智能芯片公司。截至目前，中國已經(jīng)完成融資或正在融資的人工智能芯片公司已經(jīng)超過40家，而且大多數(shù)都是在2015年后成立的。

目前，人工智能已經(jīng)有被過度炒作的跡象，一些媒體都紛紛鼓吹中國依靠人工智能彎道超車。但實(shí)際上，人工智能芯片只是加速器，用于解決特定的問題，并不能取代CPU、GPU、FPGA、DSP、NAND Flash、DRAM等類型的芯片。一些媒體宣稱中國應(yīng)該大力發(fā)展AI芯片，依靠人工智能打破X86、ARM的壟斷，這種論調(diào)顯然缺乏基本的行業(yè)常識(shí)。

商業(yè)公司搞人工智能芯片對產(chǎn)業(yè)鏈的拉動(dòng)效果也有限。舉例來說，要實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)業(yè)鏈上下游的拉動(dòng)效應(yīng)，境內(nèi)芯片設(shè)計(jì)公司以犧牲芯片的性能為代價(jià)，選擇境內(nèi)的芯片制造商生產(chǎn)芯片；境內(nèi)的晶圓廠可以做一定犧牲，選擇境內(nèi)的設(shè)備商和原材料廠商的產(chǎn)品……這樣子就可以形成正循環(huán)。如果境內(nèi)的芯片設(shè)計(jì)公司總是找臺(tái)積電代工，境內(nèi)的晶圓廠更加偏愛ASML、應(yīng)用材料等國際大廠的設(shè)備。那么，中國的芯片就很難不受制于人。

然而，像阿里、百度、地平線、比特大陸等都是非常商業(yè)化的公司，肯定是商業(yè)利益優(yōu)先，必然選擇臺(tái)積電更加成熟的工藝。即便是把訂單交給中芯國際，也是因?yàn)橹行緡H在良率等方面都有了很大提升之后的事情。

一句話，就是“只會(huì)錦上添花，不會(huì)雪中送炭”，而中芯國際最棘手的就是新工藝初期找不到愿意下單的客戶，無法用產(chǎn)能攤平成本。這樣一來就會(huì)陷入死循環(huán)。

目前，打破這個(gè)死循環(huán)的主要推手之一不是國內(nèi)企業(yè)，反而是美國高通公司。并非高通懷有一顆紅心，只是被發(fā)改委反壟斷了，才把訂單給中芯國際。另外，不僅僅是阿里、百度等互聯(lián)網(wǎng)公司不會(huì)雪中送炭，華為、中興、小米等公司也是一樣優(yōu)先選擇臺(tái)積電。

因此，資本大量投向人工智能，很可能成為資本趕風(fēng)口的狂歡。不僅無法打破西方公司在芯片上的壟斷，也未必能對產(chǎn)業(yè)鏈起到多少推動(dòng)作用。而中國芯片方面的真正短板，比如CPU、GPU、FPGA、RF、AD/DA等，以及各種開發(fā)工具卻有可能面臨無人問津的局面。對于不再重蹈中興事件的覆轍毫無幫助。