谷歌想用新芯片達(dá)成的仍然是一個(gè)老目標(biāo)：前所未有的高效率。
谷歌想把人工智能推向新的高度，因此需要一種功耗更低、在更少的時(shí)間里完成更多工作的芯片。但這種芯片的影響力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了谷歌帝國(guó)本身——它對(duì)英特爾和NVIDIA這樣的商用芯片制造商構(gòu)成了威脅，當(dāng)你看到谷歌的未來(lái)愿景時(shí)，這種感覺(jué)就會(huì)越發(fā)強(qiáng)烈。
谷歌全球數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)主管烏爾斯·霍勒澤(Urs H?lzle)表示，他們今后還將研發(fā)更多這樣的芯片。
谷歌不會(huì)把這種芯片出售給其他公司，不會(huì)直接與英特爾或NVIDIA進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。但谷歌擁有龐大的數(shù)據(jù)中心，是這兩家公司迄今為止最大的潛在客戶。與此同時(shí)， 隨著越來(lái)越多的企業(yè)使用谷歌提供的云計(jì)算服務(wù)，它們自己購(gòu)買服務(wù)器(和芯片)的數(shù)量就會(huì)越來(lái)越少，也就給芯片市場(chǎng)帶來(lái)進(jìn)一步的沖擊。
TPU芯片：專為機(jī)器學(xué)習(xí)定制
事實(shí)上，谷歌把這種新芯片當(dāng)作了一種推廣自己AI云服務(wù)的賣點(diǎn)，企業(yè)和程序員可以通過(guò)云服務(wù)利用谷歌的AI引擎，將其整合到自己的應(yīng)用軟件中。谷歌大力向其他公司推銷自己的AI能力，聲稱自己的AI擁有最好的硬件支撐，而這些硬件是其他公司所沒(méi)有的。
谷歌的新芯片名為Tensor Processing Unit，簡(jiǎn)稱TPU。叫這個(gè)名字是因?yàn)樗欣赥ensorFlow的運(yùn)行。谷歌的深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是由TensorFlow軟件引擎驅(qū)動(dòng)的(深層神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)是一種硬件和軟件網(wǎng)絡(luò)，可以通過(guò)分析大量數(shù)據(jù)，來(lái)學(xué)習(xí)特定的任務(wù)網(wǎng)絡(luò)軟件)。其他科技巨頭用圖形處理單元(GPU)運(yùn)行深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)——GPU的設(shè)計(jì)初 衷是幫助游戲和其他圖形密集型應(yīng)用程序渲染圖像，驅(qū)動(dòng)深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的那類運(yùn)算采用GPU比較適合。但谷歌表示，它設(shè)計(jì)的新芯片在那類計(jì)算上效率更高。
據(jù)谷歌說(shuō)，TPU是專為機(jī)器學(xué)習(xí)量身定做的，所以它執(zhí)行每個(gè)操作所需的晶體管數(shù)量更少。這意味著芯片每秒執(zhí)行的操作數(shù)量增多了。
將GPU擠出局?
暫時(shí)來(lái)說(shuō)，谷歌的深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將同時(shí)使用的TPU和GPU。霍勒澤不愿詳細(xì)解釋谷歌使用TPU的方式，只表示用TPU來(lái)處理Android手機(jī)語(yǔ)音識(shí)別 所需 要的“一部分計(jì)算”。但他說(shuō)，谷歌將發(fā)布一篇闡述TPU好處的論文，而且谷歌將繼續(xù)設(shè)計(jì)一些以其他方式推動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)的芯片。這樣看上去，GPU似乎最終就 會(huì)被擠出局。霍勒澤說(shuō)，“GPU已經(jīng)在一點(diǎn)點(diǎn)出局。GPU太通用了，對(duì)于機(jī)器學(xué)習(xí)針對(duì)性不強(qiáng)。機(jī)器學(xué)習(xí)本來(lái)就不是GPU的設(shè)計(jì)初衷 。”
NVIDIA可不想聽到這樣的話。作為全球最大的GPU廠商，NVIDIA正在推動(dòng)自身業(yè)務(wù)向AI領(lǐng)域擴(kuò)展。正如霍勒澤指出，NVIDIA最新的 GPU有一個(gè)專門針對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)的型號(hào)。但顯然，谷歌希望進(jìn)展能更大一些。
可編程芯片F(xiàn)PGA
與此同時(shí)，其他公司(其中最值得注意的是微軟)正在探索另一種芯片：field-programmable gate array，簡(jiǎn)稱FPGA，你可以對(duì)這種芯片重新編程，以便執(zhí)行特定的任務(wù)。微軟已經(jīng)在機(jī)器學(xué)習(xí)方面對(duì)FPGA進(jìn)行了測(cè)試，英特爾最近也收購(gòu)了一家 FPGA廠商。
一些分析師認(rèn)為這是一種更加聰明的做法。密切注視芯片業(yè)務(wù)的Moor Insights and Strategy公司總裁兼首席分析師帕特里克·摩爾海德(Patrick Moorhead)說(shuō)，F(xiàn)PGA提供了更多的靈活性。他感到谷歌新的TPU似乎有點(diǎn)“過(guò)猶不及”，因?yàn)檫@樣一種芯片需要至少6個(gè)月才能研發(fā)成功，而這是一 個(gè)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈的市場(chǎng)，最大的互聯(lián)網(wǎng)公司在里面你爭(zhēng)我奪，6個(gè)月對(duì)它們來(lái)說(shuō)是相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。
但是谷歌并不需要那種靈活性，它最看重的是速度。當(dāng)被問(wèn)及為什么谷歌要從零開始研發(fā)芯片的，而不是使用FPGA的時(shí)候，霍勒澤回答說(shuō)：“因?yàn)闀?huì)快得多。”
核心業(yè)務(wù)
霍勒澤還指出，谷歌的芯片不能取代CPU(中央處理單元，計(jì)算機(jī)服務(wù)器的心臟)。谷歌數(shù)據(jù)中心仍需要CPU在數(shù)以萬(wàn)計(jì)的機(jī)器上運(yùn)行。CPU是英特爾公司的主營(yíng)業(yè)務(wù)。不過(guò)既然谷歌愿意僅僅為了AI一個(gè)領(lǐng)域就自己研發(fā)芯片，人們難免就會(huì)覺(jué)得它將來(lái)會(huì)研發(fā)自己的CPU。
霍勒澤淡化了這種可能性。 “你想要解決的是那些尚未解決的問(wèn)題，”他說(shuō)。意思是CPU已經(jīng)是很成熟的技術(shù)，沒(méi)有什么問(wèn)題需要改進(jìn)。但他同時(shí)表示，谷歌希望在芯片市場(chǎng)存在良性競(jìng)爭(zhēng)。 換句話說(shuō)，它想從眾多的賣家那里購(gòu)買產(chǎn)品，而不只有一個(gè)賣家可選。畢竟，更多的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)于谷歌來(lái)說(shuō)就意味著更低的價(jià)格。霍勒澤解釋說(shuō)，谷歌正在與 OpenPower Foundation合作，就是為了擴(kuò)大選擇范圍。OpenPower Foundation的芯片設(shè)計(jì)任何人都可以使用和修改。
這種做法對(duì)全球最大的芯片制造商構(gòu)成了潛在威脅。調(diào)研公司IDC分析師謝恩·勞(Shane Rau)估計(jì)，在全球銷售的所有服務(wù)器CPU中，大約有5%都是被谷歌買下的。在最近一年的時(shí)間里，谷歌買下了約120萬(wàn)顆芯片，其中絕大部分可能都來(lái)自英特爾。
無(wú)論谷歌在CPU方面有什么計(jì)劃，該公司都會(huì)繼續(xù)研究特別適合于機(jī)器學(xué)習(xí)的芯片。要真正弄清哪些做法可行，哪些做法不可行，這可能需要花上幾年的時(shí)間， 畢竟 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本身也在不斷演變。 “我們一直都在學(xué)習(xí)，”他說(shuō)。 “我不清楚最后的答案是什么。”當(dāng)然，全球芯片制造商肯定會(huì)密切關(guān)注他們的學(xué)習(xí)狀況。