《電子技術(shù)應(yīng)用》
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AI芯片是自欺欺人?架構(gòu)創(chuàng)新才是關(guān)鍵點(diǎn)

2018-07-09
關(guān)鍵詞: AI 芯片 架構(gòu)創(chuàng)新

  “AI芯片是AI技術(shù)發(fā)展過程中不可逾越的關(guān)鍵階段,不管有什么好的AI算法,要想最終得到應(yīng)用,都必然通過芯片來實(shí)現(xiàn)?!?/p>

  作為清華大學(xué)微電子所所長(zhǎng)、芯片行業(yè)頂級(jí)大牛,魏少軍斷言,芯片是實(shí)現(xiàn)人工智能的當(dāng)然載體。

  如此,也造成了目前芯片行業(yè)格外躁動(dòng)和火熱,不管是巨頭公司還是創(chuàng)業(yè)公司,不管是傳統(tǒng)制造公司還是互聯(lián)網(wǎng)公司,都在布局AI芯片行業(yè)。

  | AI時(shí)代,芯片的架構(gòu)創(chuàng)新是不可回避的課題

  隨著市場(chǎng)對(duì)芯片計(jì)算能力的需求提高,芯片制造工藝也在不斷提高,與之而來的是芯片制造成本也隨著漲高。有業(yè)內(nèi)人士稱,如今設(shè)計(jì)制造一顆10nm芯片的成本要幾千萬美元,就算目前寒武紀(jì)、深鑒科技等專門做AI芯片的企業(yè),即使采用28nm的芯片工藝,前期從投入到流片的成本都要超過400萬美元。也就是說,單一品類的芯片出貨量沒有百萬級(jí)很難收回成本。

  魏少軍同時(shí)向網(wǎng)易智能表示,要想讓AI芯片能夠在使用中變得更”聰明“,架構(gòu)創(chuàng)新就是它面臨的一個(gè)不可回避的課題。AI算法目前處于不斷的變化中,芯片公司都希望找到能夠適應(yīng)所有算法的結(jié)構(gòu),“高能效通用的深度學(xué)習(xí)引擎是AI芯片的必備特征?!?/p>

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  基于此,魏少軍列出了AI芯片應(yīng)該具備的幾個(gè)基本要素:

  1、可編程性,適應(yīng)算法的演進(jìn)和應(yīng)用的多樣性;

  2、架構(gòu)的動(dòng)態(tài)可變性,適應(yīng)不同的算法并實(shí)現(xiàn)高效計(jì)算;

  3、高效的架構(gòu)變換能力,<10 Clock cycle,低開銷、低延遲;

  4、高計(jì)算效率,避免使用指令這類低效率的架構(gòu);

  5、高能量效率,~10 TOPS/W;

  6、低成本,能夠進(jìn)入家電和消費(fèi)類電子;

  7、體積小,能夠裝載在移動(dòng)設(shè)備上;

  8、應(yīng)用開發(fā)方便,不需要芯片設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。

  根據(jù)以上要素判斷,目前的CPU+SW、CPU+GPU、CPU+FPGA、CPU+ASIC的作法都不是理想的架構(gòu)。

  與此同時(shí),魏少軍在現(xiàn)場(chǎng)從軟硬件可以編程性維度將現(xiàn)在的AI芯片方案做了劃分:

  

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  第一個(gè)方案就是CPU、DSP等處理器,芯片硬件可編程性很弱,軟件可編程性強(qiáng),芯片運(yùn)行需要軟件。這類芯片雖然具備通用性、高靈活性,但是成本高、價(jià)格貴,能量效率和計(jì)算效率不高,而且被行業(yè)寡頭壟斷。

  第二種方案是ASIC、SoC等專用集成電路,芯片軟硬件可編程性都很弱,雖然價(jià)格便宜、能量效率和計(jì)算效率很高,但是專用芯片不具備靈活性,一旦制造完成硬件就不可更改。

  第三種方案是FPGA、EPLD等可編程邏輯器件,這種芯片硬件可編程性強(qiáng),軟件可編程性很弱。雖然硬件可編程,但是靜態(tài)編程,一旦配置完畢就不可更改,邏輯不可復(fù)制,而且成本高昂、芯片研發(fā)周期長(zhǎng),能量效率和計(jì)算效率低。

  第四種方案是RCP、CGRA等軟件定義芯片(SdC),軟件、硬件均可編程,芯片功能隨軟件變化而變化,而且具備通用和高靈活性,未來擴(kuò)大用量就可以降低成本。

  | 提出軟件定義芯片,Thinker芯片課題組將融資并成立公司

  軟件定義芯片是魏少軍帶領(lǐng)的清華微電子所提出的全新芯片架構(gòu)定義,實(shí)現(xiàn)了讓芯片根據(jù)軟件進(jìn)行適應(yīng)與調(diào)整?;谶@種架構(gòu),清華微電子所相關(guān)課題組研發(fā)出了全新的Thinker系列芯片,使用了可重構(gòu)計(jì)算芯片架構(gòu)。在這個(gè)架構(gòu)中,Thinker可以根據(jù)控制單元的要求配置計(jì)算單元陣列并執(zhí)行,也可以根據(jù)軟件的要求將劃分后的任務(wù)送到數(shù)據(jù)通道執(zhí)行。而且,不同于馮諾依曼等效架構(gòu),可重構(gòu)計(jì)算模式為函數(shù)化的硬件架構(gòu)。

  目前,Thinker系列芯片已經(jīng)推出了面向通用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的Thinker 1代,面向極低功耗神經(jīng)網(wǎng)路計(jì)算的Thinker 2,以及面向極低功耗語音應(yīng)用的Thinker S。之前有媒體還報(bào)道稱,Thinker芯片的功耗非常低,只需要7號(hào)AA電池就能運(yùn)行一年。

  

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  魏少軍還向網(wǎng)易智能透露,Thinker芯片的研發(fā)課題組目前正在融資,著手成立新公司進(jìn)行市場(chǎng)化運(yùn)作,但是對(duì)于融資額度,魏少軍表示不方便透露。

  | 給國內(nèi)造芯企業(yè)建議:光靠錢是砸不出來的,一定要開放

  對(duì)于目前中國企業(yè)布局芯片,魏少軍表示支持,但是提出了一些建議。他說,“做芯片需要大量的人力和經(jīng)驗(yàn),光靠錢是砸不出來的,所以一定要開放,不要封閉?!蔽荷佘娡瑫r(shí)表示,“如果是互聯(lián)網(wǎng)巨頭公司做芯片,我還要加一條建議,他們已經(jīng)大到足以影響行業(yè)發(fā)展,所以在關(guān)鍵技術(shù)上要起到引領(lǐng)作用,能夠有更大的雄心,肩負(fù)起社會(huì)責(zé)任?!?/p>

  在談到目前的AI芯片發(fā)展時(shí),魏少軍表示,現(xiàn)在的AI芯片市場(chǎng)被過度炒作?!澳壳?,國內(nèi)芯片的很多領(lǐng)域都存在問題,他們都在吹牛,有人還提出超越英特爾,我反對(duì)這樣的說法。”

  “英偉達(dá)當(dāng)年做GPU就知道人工智能嗎?我想未必,只是最后發(fā)現(xiàn)GPU用在人工智能上面很好用,才逐漸做起來?!蔽荷佘娬J(rèn)為,科研成果是很少能過計(jì)劃出來的,都是遇到市場(chǎng)機(jī)會(huì)做出來的?!翱萍佳芯亢芏喽际菬o心插柳柳成蔭?!?/p>

  

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  | AI芯片能否獨(dú)立存在?還不知道,但是做語音芯片不要自欺欺人

  “我們現(xiàn)在還不清楚AI芯片有沒有獨(dú)立存在的可能性,如果有,我們就能夠有機(jī)會(huì)創(chuàng)造出與英特爾一樣偉大的公司。”魏少軍坦言,“但是這個(gè)問題現(xiàn)在沒有答案?!?/p>

  談到國內(nèi)很多創(chuàng)業(yè)公司開始做語音芯片的時(shí)候,魏少軍這樣評(píng)論說,語音芯片到底要干嘛?要實(shí)現(xiàn)什么樣的功能?這個(gè)首先要搞清楚?!北热缯f,你要進(jìn)行語義理解的識(shí)別,這個(gè)需要用到人工智能技術(shù);但是你只是想做一個(gè)簡(jiǎn)單的語音命令識(shí)別,不一定用到人工智能技術(shù),現(xiàn)在其他技術(shù)完全夠用?!?/p>

  在魏少軍看來,做語音芯片一定要看應(yīng)用場(chǎng)景,目前很多場(chǎng)景下并不需要用到人工智能技術(shù)或者專門的語音芯片?!艾F(xiàn)在做人工智能,就一定會(huì)用到大量的計(jì)算,功耗一定更大,有時(shí)候得不償失。不要?dú)㈦u用牛刀,更不要不要自欺欺人。”魏少軍說到。

  魏少軍最后表示,AI技術(shù)雖然正在不斷進(jìn)步,但目前還主要集中在單個(gè)事務(wù)的訓(xùn)練和推理上,要讓AI真的可以像人類一樣同時(shí)做出多個(gè)判斷和決定,算法研究還需要有更偉大的突破?!叭说臎Q策是多元的,但現(xiàn)在機(jī)器決策是單一的,現(xiàn)在是IA(增強(qiáng)智能)的時(shí)代?!?/p>


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