“如果用刀來比喻芯片，通用處理器好比一把瑞士軍刀，人工智能時代好比要拿刀來切肉，瑞士軍刀可以拿來用，但它并非是為切肉設(shè)計的，所以效果并非最好。因此，我們需要專門打造一把切肉的刀，這把刀既要方便切肉，又要方便剁骨頭，還需要具有一定的通用性�！� 國內(nèi)人工智能芯片領(lǐng)軍企業(yè)中科寒武紀創(chuàng)始人陳天石這樣描述人工智能芯片的重要性。高性能計算是人工智能發(fā)展的基石，也是最重要的基礎(chǔ)設(shè)施。個人電腦時代和移動互聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展歷程表明，承載高性能計算的芯片決定了一個新的計算平臺的基礎(chǔ)架構(gòu)和發(fā)展生態(tài)。因此，業(yè)內(nèi)將芯片視為人工智能時代的戰(zhàn)略制高點和入場券。
目前，除了英特爾和高通等傳統(tǒng)芯片企業(yè)加緊研發(fā)外，谷歌等全球科技巨頭也紛紛加入芯片研發(fā)行列，中國處于奮力追趕狀態(tài)，在不同技術(shù)路線上均有所突破。不過受限于芯片產(chǎn)業(yè)短板，我國人工智能芯片發(fā)展仍然任重道遠。
“芯片不突破，不可能真正成功”
國內(nèi)最早聚焦和從事人工智能軟硬件結(jié)合與芯片研究的地平線機器人技術(shù)創(chuàng)始人兼CEO余凱表示，人工智能時代，上層的應(yīng)用都依賴于底層核心能力，而這個核心能力就是人工智能處理器。清華大學(xué)微電子學(xué)研究所所長魏少軍甚至直言：“中國這么多優(yōu)秀的科學(xué)家正在做各種各樣的人工智能算法和應(yīng)用，但是如果在芯片上不能突破，就不可能真正成功�！�
陳天石介紹，信息時代的產(chǎn)物——通用處理器（CPU），無法支撐起智能時代。例如，谷歌大腦用了上萬個通用處理器核“跑”了數(shù)天來學(xué)習(xí)如何識別貓臉；“阿爾法狗”和韓國棋手李世石下棋時使用了上千個CPU和數(shù)百個圖形處理器（GPU），平均每局電費近3000美元。對于絕大多數(shù)智能需求來說，基于通用處理器的傳統(tǒng)計算機成本過高、速度過慢、功耗過高、體積過大，難以接受。
目前，國際科技巨頭已經(jīng)開始搶占這個人工智能時代的戰(zhàn)略制高點。傳統(tǒng)的CPU主要用來完成單線程任務(wù)，而人工智能目前采用的深度學(xué)習(xí)算法，有海量的數(shù)據(jù)運算需求，主要需要并行運算，對傳統(tǒng)架構(gòu)和系統(tǒng)提出了極大的挑戰(zhàn)，AI芯片由此應(yīng)運而生。2011年，仍在谷歌就職的吳恩達將英偉達的GPU應(yīng)用于谷歌大腦中取得驚人效果，結(jié)果表明12顆GPU可以提供相當于2000顆CPU的深度學(xué)習(xí)性能。之后各地人工智能研究人員紛紛使用GPU來加速AI算法，GPU也成為目前最主流的AI芯片。根據(jù)英偉達公開信息，短短兩年里，與英偉達在深度學(xué)習(xí)方面展開合作的企業(yè)便激增了近35倍，增至3400多家企業(yè)。去年，谷歌推出了其自主芯片TPU，并成功幫助升級版的“阿爾法狗”戰(zhàn)勝中國圍棋選手柯潔，它與GPU相比，用較低的精度提高性能，功耗下降到GPU的10%。老牌芯片企業(yè)英特爾也通過收購以色列公司Nervana布局人工智能芯片。
在中國，寒武紀、地平線機器人均為近兩年成立的新銳芯片研發(fā)企業(yè)，擁有該領(lǐng)域的頂尖人才。中星微公司和清華大學(xué)也有團隊從事前沿研究。“未來所有智能都是從芯片端發(fā)起的，而且未來的芯片一定是和云連接在一起的。”語音識別公司云知聲公司CEO黃偉認為，芯片安全就是數(shù)據(jù)安全、云端安全、戰(zhàn)略安全，“這也不難判定為什么谷歌砸錢也要弄自己的芯片，不可能讓自己的數(shù)據(jù)在別人的芯片上‘跑’結(jié)果�！�