八月初秋，天氣一如既往的火熱。南國(guó)深圳，華為坂田基地更是一番熱火朝天的景象。三天前，華為輪值主席徐直軍在這里推出華為高端 AI 芯片昇騰 910 ，開啟華為在先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域挑戰(zhàn)硅谷的最新嘗試。

　　一直以來，華為自研芯片都是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。，正是因?yàn)橛辛俗灾餮邪l(fā)的海思麒麟系列手機(jī)芯片，華為才能快速搶占手機(jī)市場(chǎng)，一路“攻城略地”，躋身中國(guó)智能手機(jī)行業(yè)第一寶座。當(dāng)然，作為目前全球體量最大的通信設(shè)備商、全球坐三望二的智能手機(jī)廠商，華為自研芯片不止于此。巴龍、鯤鵬、凌霄還有這次發(fā)布會(huì)重點(diǎn)推出的昇騰，華為自研芯片已經(jīng)覆蓋手機(jī)、服務(wù)器、路由器，電視、AI 等多個(gè)領(lǐng)域。自研芯片已然成為華為的核心競(jìng)爭(zhēng)力，一個(gè)其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手所不具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

　　昇騰系列芯片主打人工智能領(lǐng)域，用于處理構(gòu)建人工智能算法的海量數(shù)據(jù)。華為的這次公布，讓不少人沸騰了，網(wǎng)上的言論越傳越神，被稱作“攻破了又一個(gè)讓國(guó)人蒙羞的城池”，“實(shí)現(xiàn)了彎道超車”，甚至出現(xiàn)了華為將在云端 AI 芯片領(lǐng)域干掉英偉達(dá)、谷歌的論斷。這些評(píng)價(jià)是否正確？華為昇騰芯片真的有那么大影響力嗎？

　　江湖霸主英偉達(dá)

　　AI 芯片是什么，半導(dǎo)體業(yè)界并沒有嚴(yán)格的界定。一般來說，AI 芯片被稱為 AI 加速器或計(jì)算卡，也就是 AI 應(yīng)用中的大量計(jì)算任務(wù)的模塊，目前主要有 GPU、FPGA 和 ASIC 三種技術(shù)路線。其中 GPU 在 AI 訓(xùn)練方面已經(jīng)發(fā)展到較為成熟的階段，谷歌、臉書、微軟、 推特和百度等公司都在使用 GPU 分析圖片、視頻和音頻文件，以實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)等功能。

　　看到這里，很多人心里納悶， GPU 不是顯示芯片么，怎么用來搞 AI 。其實(shí)這個(gè)道理很簡(jiǎn)單，GPU 負(fù)責(zé)處理圖形數(shù)據(jù)處理，擁有大體量的邏輯運(yùn)算單元用于數(shù)據(jù)處理，對(duì)于密集型數(shù)據(jù)可以進(jìn)行并行處理。人工智能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)有個(gè)特征，剛算出來的數(shù)往往再投入結(jié)算，一輪輪迭代以凸顯關(guān)鍵細(xì)節(jié)，這種計(jì)算不需要太多數(shù)據(jù)緩存單元，不需要復(fù)雜的邏輯控制，只要計(jì)算單元夠多就行。相比注重邏輯判斷的 CPU ，GPU 芯片顯然更加適用于人工智能深度計(jì)算。

　　在 GPU 芯片領(lǐng)域，英偉達(dá)是當(dāng)之無(wú)愧的龍頭老大。在人工智能興起之初，由于 GPU 芯片在深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，英偉達(dá)與斯坦福大學(xué)的吳恩達(dá)合作開發(fā)了一種使用大規(guī)模GPU計(jì)算系統(tǒng)訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)的方法。與此同時(shí)，英偉達(dá)與谷歌的人工智能團(tuán)隊(duì)合作，建造了當(dāng)時(shí)最大的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。之后，各深度學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)開始廣泛大批量使用英偉達(dá)的顯卡。

　　如今，全球估計(jì)有 3000 家 AI 創(chuàng)業(yè)公司，其中一半以上都是在英偉達(dá)的平臺(tái)上構(gòu)建的?？萍季揞^也不例外，谷歌、微軟、臉書、亞馬遜都在購(gòu)買英偉達(dá)芯片，用于構(gòu)建自己的數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)研究公司 Gartner 顯示，英偉達(dá)擁有 AI 芯片市場(chǎng)約四分之三的份額。上一財(cái)年，英偉達(dá)從用于數(shù)據(jù)中心的 AI 芯片銷售中獲得將近 30 億美元收入。在人工智能芯片領(lǐng)域，英偉達(dá)已經(jīng)是當(dāng)之無(wú)愧的江湖霸主。

　　挑戰(zhàn)者昇騰 910

　　AI 芯片這個(gè)江湖兇險(xiǎn)異常，英偉達(dá)目前是霸主，可誰(shuí)也不敢保證未來會(huì)發(fā)生什么。深度學(xué)習(xí)算法分為訓(xùn)練和推斷兩部分，所謂訓(xùn)練，就是給不斷計(jì)算大數(shù)據(jù)，讓它慢慢學(xué)會(huì)識(shí)別和區(qū)分對(duì)象；所謂推理，就是讓訓(xùn)練好的機(jī)器干活。GPU 芯片在算法訓(xùn)練上非常高效，可在推斷中對(duì)于單項(xiàng)輸入進(jìn)行處理的時(shí)候，并行計(jì)算的優(yōu)勢(shì)不能完全發(fā)揮出來。

　　因?yàn)?GPU 芯片 在人工智能深度學(xué)習(xí)上的天生劣勢(shì)，一些企業(yè)將目光投向?qū)Ｓ锰幚硇酒捎?FPGA／ASIC 技術(shù)路線設(shè)計(jì)專業(yè) AI 芯片。FPGA 的前期啟動(dòng)成本低，后期可以進(jìn)行再編程，可以采用 OpenCL等更高效的編程語(yǔ)言，降低硬件編程的難度，還可以整合系統(tǒng)模塊，提高應(yīng)用的靈活性，與GPU相比，F(xiàn)PGA 具備更強(qiáng)的平均計(jì)算能力和更低的功耗。

　　ASIC 運(yùn)行速度比 FPGA 更快，是一種為專用目的設(shè)計(jì)的，面向特定用戶需求的定制芯片。在大規(guī)模量產(chǎn)的情況下具備性能更強(qiáng)、體積更小、功耗更低、成本更低、可靠性更髙等優(yōu)點(diǎn)。華為昇騰 910 就是 ASIC 芯片，它采用 7nm＋ EUV 制程工藝，達(dá)芬奇架構(gòu)，計(jì)算力可達(dá)到 256TFOPS，比英偉達(dá)最新的 V100 還要高出一倍。值得注意的是，昇騰 910 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。

　　江山代有人才出，各領(lǐng)風(fēng)騷數(shù)百年，而在日新月異的科技領(lǐng)域，數(shù)百年的跨度會(huì)縮減為三五年。強(qiáng)如英偉達(dá)，在稱雄 AI 芯片領(lǐng)域六七年之后，也開始顯露頹勢(shì)。人工智能領(lǐng)域有三要素：數(shù)據(jù)、算法和算力。數(shù)據(jù)為芯片處理的對(duì)象，算法即計(jì)算的邊界，而算力則直接決定了計(jì)算效率。對(duì)于華為來說，芯片是它們的硬實(shí)力，算力即它在 AI 領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。有了最強(qiáng)算力加持，昇騰 910 這個(gè)氣勢(shì)洶洶的挑戰(zhàn)者，擁有足夠的實(shí)力與底氣挑戰(zhàn)江湖霸主英偉達(dá)。

　　達(dá)芬奇 AI 架構(gòu)

　　昇騰 910 的誕生，使得華為在 AI 芯片領(lǐng)域地位大幅上升，不過這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。英偉達(dá)技術(shù)雄厚，有針對(duì)各種場(chǎng)景的優(yōu)化，華為僅靠一款芯片，打敗英偉達(dá)無(wú)從說起。在深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練方面，英偉達(dá)現(xiàn)在擁有一個(gè)由軟件、大學(xué)、初創(chuàng)企業(yè)和合作伙伴組成的強(qiáng)大和自我維持的生態(tài)系統(tǒng)，這些伙伴讓英偉達(dá)很難被擊敗。

　　同時(shí)，AI 芯片不是個(gè)特別大的行業(yè)，AI 芯片在整個(gè)芯片領(lǐng)域占比不到 1％。華為進(jìn)軍人工智能領(lǐng)域，追求的是全棧。所謂全棧，是指在芯片設(shè)計(jì)、訓(xùn)練推理計(jì)算框架 MindSpore 、全流程服務(wù)（ModelArts）一體到位。在全棧理念基礎(chǔ)上 華為宣布“達(dá)芬奇”架構(gòu)，提出 MindSpore 計(jì)算框架，一舉橫跨公有云、私有云端、邊緣等，實(shí)現(xiàn)全棧全場(chǎng)景 AI 解決。

　　達(dá)芬奇是歐洲文藝復(fù)興時(shí)期最完美的代表，他是科學(xué)家、發(fā)明家、建筑工程師，也是畫家。華為使用達(dá)芬奇這個(gè)名字，透露出其 AI 戰(zhàn)略布局的光芒與野心。數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，到 2025 年全球智能終端數(shù)量將會(huì)達(dá)到 400 億臺(tái)，智能助理的普及率將達(dá)到 90％，企業(yè)數(shù)據(jù)的使用率將達(dá)到 86％。

　　人工智能將會(huì)改變所有行業(yè)，華為的理想是將 AI 技術(shù)融于產(chǎn)品，在達(dá)芬奇 AI 架構(gòu)基礎(chǔ)上構(gòu)建一個(gè)萬(wàn)物智能的世界。昇騰 910 AI 芯片是達(dá)芬奇架構(gòu)的排頭兵，在不久的將來，華為勢(shì)必會(huì)研發(fā)更多的 ASIC 專用 AI 芯片，挑戰(zhàn)英偉達(dá)的 AI 生態(tài)系統(tǒng)！
　　文章來源：電子工程網(wǎng)