9月25日，阿里平頭哥推出含光800AI芯片，以其領(lǐng)先同行的性能震驚業(yè)界。而就在8月，華為也發(fā)布了自己的AI芯片昇騰910。巧合的是，雙方都選擇了云端AI芯片，為何巨頭都看重了這一領(lǐng)域？隨著他們的入局，云端芯片會(huì)對(duì)終端AI芯片帶來(lái)怎樣的影響？
互聯(lián)網(wǎng)巨頭爭(zhēng)先布局AI云端芯片
9月25日，在杭州云棲大會(huì)上，阿里巴巴旗下平頭哥第一顆AI自研芯片—含光800正式發(fā)布。作為阿里成立平頭哥以來(lái)發(fā)布的第一款正式流片的AI芯片，這是繼處理器IP核玄鐵910、無(wú)劍SoC平臺(tái)之后，又一次實(shí)力的證明。
在業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的ResNet－50測(cè)試中，“含光800”推理性能達(dá)到78563IPS（每秒能處理7．8萬(wàn)張圖片），比目前業(yè)界最好的AI芯片性能高4倍；能效比500IPS／W（每瓦功率能處理500張圖片），是第二名的3．3倍。
華為：最快的云端訓(xùn)練芯片
在阿里含光800發(fā)布之后，大家不免將它與華為在8月23日全聯(lián)接大會(huì)發(fā)布的AI處理器昇騰910進(jìn)行對(duì)比 。
因?yàn)槿A為的昇騰910與含光800發(fā)布之時(shí)都號(hào)稱算力最強(qiáng)的AI處理器。事實(shí)上，兩者的用途并不一致。AI芯片可以劃分為訓(xùn)練芯片和推理芯片兩種用途，昇騰910是最快的訓(xùn)練芯片，含光800是最強(qiáng)的推理芯片。訓(xùn)練是指通過(guò)大量標(biāo)記過(guò)的數(shù)據(jù)在平臺(tái)上進(jìn)行“學(xué)習(xí)”，并形成具備特定功能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；推理則是利用已經(jīng)訓(xùn)練好的模型輸入新數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算得到各種結(jié)論。但他們均屬于云端芯片。
在AI芯片應(yīng)用場(chǎng)景中，我們通常分為云端和終端，云端主要指大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器，終端包括手機(jī)、車載、安防攝像頭、機(jī)器人等豐富的場(chǎng)景。
除了阿里、華為之外，國(guó)內(nèi)百度、騰訊等也均在芯片領(lǐng)域持續(xù)布局。百度布局集中在圖像、語(yǔ)音、無(wú)人駕駛等應(yīng)用層面，騰訊則通過(guò)投資比特大陸、Diffbot、iCarbonX、CloudMedx、Skymind、ScaledInference等企業(yè)完善其在AI芯片產(chǎn)業(yè)鏈的布局。
AI芯片賽道：入局“擁擠”賽道為哪般？
首要原因是，巨頭們?nèi)刖衷贫薃I芯片，更多是考量自身業(yè)務(wù)的融合優(yōu)化。隨著數(shù)據(jù)量級(jí)的增長(zhǎng)，無(wú)論是百度的搜索、語(yǔ)音交互、無(wú)人駕駛還是騰訊社交、新零售、智能硬件等方面布局，或是阿里云計(jì)算，物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，通用AI芯片已經(jīng)難以滿足自身業(yè)務(wù)算法和硬件設(shè)計(jì)的需求。
相比傳統(tǒng)芯片廠商，互聯(lián)網(wǎng)巨頭在涉足芯片領(lǐng)域普遍存在一個(gè)共同點(diǎn)，那就是其芯片產(chǎn)品都不是以商品芯片的身份單獨(dú)出售，而是與自家的產(chǎn)品捆綁在一起。
含光800將通過(guò)阿里云對(duì)外輸出AI算力，未來(lái)企業(yè)可以通過(guò)阿里云獲取含光800的算力。同時(shí)含光800也主要用于解決圖像、視頻識(shí)別、云計(jì)算等商業(yè)場(chǎng)景的AI推理運(yùn)算問(wèn)題，提升運(yùn)算效率、降低成本，為數(shù)據(jù)中心提供動(dòng)力。
而華為發(fā)布昇騰910則用于補(bǔ)充AI云端芯片的空白，也用在華為自有服務(wù)器和云業(yè)務(wù)上。
當(dāng)然，巨頭們的布局并不僅僅是云端AI芯片，也包括終端芯片。大量廠商紛紛進(jìn)入這條賽道的另一大重要原因，是為了芯片的自主可控。
要想在AI賽道上打一場(chǎng)硬仗，芯片是關(guān)鍵的一環(huán)。特別是在中美貿(mào)易戰(zhàn)的大格局下，在核心的芯片上自主可控也是有必要的，畢竟誰(shuí)也不想成為下一個(gè)中興。
2019年，AI芯片戰(zhàn)場(chǎng)正群雄逐鹿
事實(shí)上，在資本助力下，AI芯片這一“增量”市場(chǎng)迅速群雄并起，除了英特爾、英偉達(dá)等老牌玩家，初創(chuàng)型AI芯片企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)巨頭谷歌、新能源汽車科技公司特斯拉、社交網(wǎng)絡(luò)鼻祖Facebook也紛紛開始涉足AI芯片。
初創(chuàng)AI芯片企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)巨頭、傳統(tǒng)芯片廠商同臺(tái)競(jìng)技，AI芯片行業(yè)呈現(xiàn)群雄逐鹿的局面。
據(jù)美國(guó)市場(chǎng)研究公司ReportLinker研究報(bào)告，預(yù)計(jì)到2023年，AI芯片市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到108億美元，復(fù)合年均增長(zhǎng)率達(dá)到53．6％。
市場(chǎng)大，競(jìng)爭(zhēng)者也多。截止2018年底，國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)公司規(guī)模已經(jīng)發(fā)展到近1700家，雖然受經(jīng)濟(jì)影響，增速大不如前兩年，但是仍然有不少人想要搶奪這塊蛋糕。
近兩年，各AI芯片廠商的新品競(jìng)相發(fā)布，各環(huán)節(jié)分工逐漸明顯。AI芯片的應(yīng)用場(chǎng)景也不再局限于云端，部署于智能手機(jī)、安防攝像頭、及自動(dòng)駕駛汽車等終端的各項(xiàng)產(chǎn)品日趨豐富。
入局者中，既有國(guó)內(nèi)原本做安防、語(yǔ)音語(yǔ)義、人臉識(shí)別、云計(jì)算等領(lǐng)域解決方案的公司布局AI芯片尋求自研，也有AI算法公司轉(zhuǎn)向所在領(lǐng)域的AI芯片研究。
不同于傳統(tǒng)芯片市場(chǎng)，AI芯片就是用于計(jì)算的芯片，效率高，功能相對(duì)單一，且不涉及IP授權(quán)問(wèn)題，應(yīng)用起來(lái)更節(jié)約資源且門檻要比通用芯片低，人人可參與這個(gè)尚未成型的AI芯片市場(chǎng)變得再正常不過(guò)。
實(shí)際上在AI芯片的實(shí)際落地和巨頭的推動(dòng)下，這個(gè)市場(chǎng)的格局和趨勢(shì)正在逐漸清晰。
AI芯片格局初顯，云端一體成為共識(shí)
據(jù)賽迪顧問(wèn)統(tǒng)計(jì)，2018年中國(guó)AI芯片銷售市場(chǎng)中，云端AI芯片占據(jù)了76．9％的市場(chǎng)份額，但這并不代表云端芯片會(huì)取代終端芯片。相反，終端芯片的重要性正在愈發(fā)凸顯，要真正發(fā)揮AI的賦能力量，云端和終端配合已成為共識(shí)。
“AI芯片在云端的使用，將突破‘城市大腦’‘工業(yè)大腦’‘農(nóng)業(yè)大腦’等AI產(chǎn)品成本限制，加速規(guī)模化普及?！边_(dá)摩院芯片技術(shù)部曾對(duì)外表示。一如阿里巴巴的淘寶網(wǎng)“讓天下沒(méi)有難做的生意”，云端AI芯片含光800的推出目標(biāo)直指“讓天下沒(méi)有難做的AI”。
寒武紀(jì) CEO 陳天石表示：“終端的數(shù)據(jù)量有限，但云可以看到大量用戶的數(shù)據(jù)，云側(cè)的智能處理可以把很多端的信息匯聚在一起。”云端的智能處理在數(shù)據(jù)方面有其不可替代的巨大優(yōu)勢(shì)，可利用海量數(shù)據(jù)，訓(xùn)練出非常強(qiáng)大的模型。
云端芯片的優(yōu)勢(shì)在于強(qiáng)大的算力和學(xué)習(xí)推斷能力，但是在實(shí)際落地中，云端芯片遇到的最大困境是響應(yīng)不夠及時(shí)。比如自動(dòng)駕駛、安防等領(lǐng)域，都需要作出即時(shí)的推斷和響應(yīng)，這個(gè)時(shí)候，就需要終端芯片作為補(bǔ)充，解決云端芯片的延遲問(wèn)題。
在AI芯片圈地運(yùn)動(dòng)初期，云端芯片獲取海量數(shù)據(jù)和降低客戶成本方面的確擁有相當(dāng)優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)行業(yè)格局初顯，形成了以寒武紀(jì)、地平線等初創(chuàng)型芯片公司，曠視、依圖等人工智能公司和華為阿里這樣的巨頭為代表的幾大勢(shì)力。
AI芯片市場(chǎng)爭(zhēng)奪逐漸穩(wěn)定，接下來(lái)的實(shí)際落地階段，終端AI芯片的需求正在逐漸被發(fā)掘。
今年8月的2019世界人工智能大會(huì)上，賽迪顧問(wèn)發(fā)布的《中國(guó)人工智能芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》中提到，AI芯片發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)將從云到云端一體。
隨著邊緣計(jì)算興起，“云端一體”方案逐漸成為主流，將智能算法前置，解放中心的計(jì)算資源，實(shí)現(xiàn)從端到云的邊緣計(jì)算＋云計(jì)算，加快處理速度，實(shí)現(xiàn)靈活應(yīng)用。
在邊緣計(jì)算場(chǎng)景，AI芯片主要承擔(dān)推斷任務(wù)，通過(guò)將終端設(shè)備上的傳感器（麥克風(fēng)陣列、攝像頭等）收集的數(shù)據(jù)代入訓(xùn)練好的模型推理得出推斷結(jié)果。由于邊緣側(cè)場(chǎng)景多種多樣、各不相同，對(duì)于計(jì)算硬件的考量也不盡相同，芯片可以是IP in SoC，也可以是邊緣服務(wù)器，對(duì)于算力和能耗等性能需求也有大有小。
因此不同于云端場(chǎng)景的“高端、通用”，應(yīng)用于邊緣側(cè)的計(jì)算芯片需要針對(duì)特殊場(chǎng)景進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的解決方案，解決GPU計(jì)算時(shí)代速度和成本的問(wèn)題。
終端芯片主要應(yīng)用于智能安防、自動(dòng)駕駛、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)四大場(chǎng)景。在AI芯片成為主流方案之前，GPU是行業(yè)的主要選擇，但GPU芯片的主要問(wèn)題在于并非為AI運(yùn)算而生，計(jì)算速度不如AI芯片，同時(shí)成本高昂。以智能安防為例，主流的智能安防解決方案多基于英偉達(dá)Jetson TX1 GPU芯片，其最大的客戶是國(guó)內(nèi)安防巨頭?？低?。據(jù)悉，單個(gè)芯片成本估算在70～150美元左右，模塊成本在200～300美元。
云端一體的方案還將解決原先高昂的成本問(wèn)題。由于芯片存在大規(guī)模成本邊際效益遞減效應(yīng)，專用芯片量產(chǎn)后，由AI模塊帶來(lái)的每顆芯片和相關(guān)存儲(chǔ)成本增加預(yù)計(jì)在2美元以下，采用ASIC方案的AI攝像頭實(shí)現(xiàn)成本將大幅度降低。
嗅到“云端一體”趨勢(shì)并深入布局的公司在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有多家，包括阿里、華為等巨頭，也有寒武紀(jì)這樣的“業(yè)內(nèi)老兵”。
寒武紀(jì)是國(guó)內(nèi)最早進(jìn)入終端芯片的公司之一。2016年，該公司發(fā)布了全球首款商用深度學(xué)習(xí)專用處理器 IP ——寒武紀(jì) 1A 處理器，并于去年11月，發(fā)布了三款全新的智能處理器 IP 產(chǎn)品，分別面向低功耗場(chǎng)景視覺(jué)應(yīng)用、高通用性和高性能場(chǎng)景以及終端人工智能產(chǎn)品。
去年5月，寒武紀(jì)發(fā)布了首款云端智能芯片 MLU100，標(biāo)志著寒武紀(jì)成為同時(shí)擁有終端和云端智能處理器產(chǎn)品的公司。從寒武紀(jì)的從終端到云端的跨越來(lái)看，這樣的布局或?yàn)锳I芯片領(lǐng)域的主要發(fā)展趨勢(shì)。
而隨著發(fā)展趨勢(shì)的明確，中國(guó)AI芯片產(chǎn)業(yè)在全球環(huán)境下的競(jìng)爭(zhēng)力，也在不斷提高。
AI芯片高地爭(zhēng)奪，中國(guó)逆襲的關(guān)鍵
AI芯片市場(chǎng)一直由英偉達(dá)、英特爾、谷歌等企業(yè)主導(dǎo)，而現(xiàn)在的它們正面臨著HabanaLabs、高通等公司的挑戰(zhàn)。最近寒武紀(jì)、華為和阿里巴巴新品的發(fā)布，宣布國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)入這一高地。
市場(chǎng)研究和咨詢公司Compass Intelligence去年發(fā)布的2018年度全球AI芯片公司Top24排行榜中，中國(guó)公司占據(jù)了7席，其中華為（海思）排名第12位、聯(lián)發(fā)科（MediaTek）排名第14位、Imagination排名第15位、瑞芯微（Rockchip）排名第20位、芯原（Verisilcon）排名第21位、寒武紀(jì)（Cambricon）排名第23位、地平線（Horizon）排名第24位。
而一直在科技層面處于頂尖水平的韓國(guó)和日本反而在這一波人工智能潮中熄了火，尤其是日本，在機(jī)器人研究領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先地位，然而卻先發(fā)后至，錯(cuò)過(guò)了AI芯片。
韓國(guó)僅三星一家上榜，三星直到2018年才發(fā)布了其首款A(yù)I芯片Exynos 9610，主要應(yīng)用于三星的旗艦手機(jī)。三星在手機(jī)市場(chǎng)逐年下滑的情況下，新的AI芯片并不能挽回其頹勢(shì)。
在這一波AI芯片中美兩國(guó)領(lǐng)跑整個(gè)AI芯片產(chǎn)業(yè)，雖然目前在市場(chǎng)份額和企業(yè)的整體實(shí)力上仍存在差距，但是隨著阿里華為等企業(yè)推出的最新產(chǎn)品來(lái)看，中國(guó)AI芯片已經(jīng)可以憑借高端芯片上爭(zhēng)奪芯片高地。
在芯片這樣的上游領(lǐng)域的實(shí)力，將影響中國(guó)人工智能產(chǎn)業(yè)整體的發(fā)展水平，無(wú)論是現(xiàn)階段的貿(mào)易戰(zhàn)還是接下來(lái)全球產(chǎn)業(yè)升級(jí)，中國(guó)無(wú)疑已經(jīng)先抓到了好牌。