作為Al芯片的積極布局者與應(yīng)用者，百度對外發(fā)布AI云端芯片“昆侖”，備受業(yè)界矚目。在中國產(chǎn)業(yè)智能化進程的逐步深入，市場對于 AI 算力的需求超大規(guī)模增長，在端側(cè)部署 AI 芯片也成為企業(yè)應(yīng)用 AI 的重要一環(huán)。

    芯片領(lǐng)域成為熱點

    我國在人工智能芯片領(lǐng)域不斷取得創(chuàng)新突破。各個平臺型企業(yè)也紛紛基于數(shù)據(jù)、算法和應(yīng)用優(yōu)勢，宣布進軍人工智能芯片領(lǐng)域。AI領(lǐng)域已經(jīng)成為世界科技巨頭爭奪的制高點， AI 應(yīng)用的爆發(fā)對運算能力提出越來越高的要求，基于傳統(tǒng)芯片的 AI 運算加速，已經(jīng)不能滿足需求。

    軟件領(lǐng)域的谷歌、Facbook，硬件廠商英偉達、英特爾等全都宣布了自己的芯片規(guī)劃以及未來遠景。在這個大背景下，以百度昆侖芯片為代表的國產(chǎn)技術(shù)，能夠突破國際巨頭技術(shù)體系的壓制，成為國內(nèi)業(yè)界普遍關(guān)注國產(chǎn)代表。

    國內(nèi)首款云端全功能芯片

    中國首款云端Al全功能AI芯片“昆侖”是中國在大規(guī)模AI運算實踐中催生出的芯片。

    與市面上已發(fā)布的適用于垂直場景的芯片不同，百度之所以將“昆侖”定義為國內(nèi)首款云端全功能芯片，是因為其可高效地同時滿足訓(xùn)練和推斷的需求，除了常用深度學(xué)習(xí)算法等云端需求，還能適配諸如自然語言處理，大規(guī)模語音識別，自動駕駛，大規(guī)模推薦等具體終端場景的計算需求。

    基于FPGA打造的昆侖芯片

    眾所周知，GPU是打造AI芯片的重要手段之一。百度昆侖芯片是基于FPGA所打造的AI芯片采用了XPU架構(gòu)。在FPGA方面，百度擁有超過8年的FPGAAI加速器積累，累計上線超過了1萬個。其XPU架構(gòu)及軟件棧也在實際業(yè)務(wù)中，有了超過8年的持續(xù)迭代。

    昆侖芯片與GPU和專用AI芯片相比，在實行性能和性價比上都有一定的優(yōu)勢。昆侖芯片非常通用且靈活，既可以做訓(xùn)練也可以做推理，XPU的功能架構(gòu)也在百度內(nèi)部很多應(yīng)用中得到驗證，相對而言，它是一款全功能的Al芯片。

    昆侖芯片的閃光點

    百度昆侖采用了14nm三星工藝、260Tops性能、512GB／s內(nèi)存帶寬、100＋ 瓦特功耗，由幾萬個小核心構(gòu)成。昆侖芯片可以在100瓦＋功耗下提供260TOPS ，每秒260萬億次定數(shù)運算性能。此前，NVIDIA用于汽車L 4．L ．5自動駕駛的Xavier芯片，8核ARM CPU＋512顆CUDA的性能是30TOPS。

    架構(gòu)方面：昆侖芯片有2個計算單元，512GB／S的內(nèi)存帶寬，16MBSRAM／unit。16MB的SRAM對AI推理很有幫助，XPU架構(gòu)上的XPU－SDNN是為Tensor等而設(shè)計，XPU－Cluster則能夠滿足通用處理的需求。

    昆侖第一代芯片沒有采用NVLink，而是通過PCIE4．0接口進行互聯(lián)。在三星14nm的制造工藝和2．5D封裝的支持下，昆侖芯片峰值性能可以達到260TOPS，功耗為150W。

    在靈活性和易用性方面：昆侖面向開發(fā)者提供類似英偉達CUDA的軟件棧，可以通過C／C＋＋語言進行編程，降低開發(fā)者的開發(fā)難度。

    基于第一代昆侖芯片，百度推出了兩款A(yù)I加速卡，K100和K200，前者算力和功耗都是后者的兩倍。在語音常用的Bert／Ernie測試模型下，昆侖也有明顯性能優(yōu)勢。在線上性能數(shù)據(jù)的表現(xiàn)上，昆侖的表現(xiàn)相比英偉達T4更加穩(wěn)定，且延遲也有優(yōu)勢。

    強強合作提升領(lǐng)域發(fā)展

    2019年12月18日，三星宣布代工百度首款云到邊緣AI芯片“昆侖”，借由三星14納米處理技術(shù)及其I－Cube（Interposer－Cube）封裝解決方案生產(chǎn)。

    三星的 14nm 工藝是其最廣泛使用的制造節(jié)點之一，該工藝的晶體管密度為 32．5 MTr ／mm，主要用于英偉達的 GeForce 10 系列，以及許多高通和三星芯片。它有多種變體，包括 14nm LPE（Low Power Early）和 14nm LPP（Low Power Plus）。

    目前昆侖芯片已完成開發(fā)，并將批量生產(chǎn)。昆侖芯片首先將會用于百度的自家產(chǎn)品當(dāng)中，能解決工業(yè)智能遇到的計算問題以及和飛騰ARM處理器的適配。

    昆侖芯片未來落腳點

    工業(yè)上百度昆侖芯片也正式在微億智造的工業(yè)智能質(zhì)檢設(shè)備上部署上線。百度智能云以整機一體化方式，向微億智造交付搭載百度昆侖芯片的百度云質(zhì)檢一體機。

    預(yù)計在今年以內(nèi)，微億智造的數(shù)千臺智能質(zhì)檢設(shè)備將全部應(yīng)用上百度昆侖芯片，而百度昆侖還將在更多場景中部署應(yīng)用，百度的AI能力將成為“新基建”的重要基礎(chǔ)，推動工業(yè)制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)智能化升級。

    結(jié)尾：

    未來“昆侖”既將實現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心、公有云等云端場景的全覆蓋，也將用于滿足自然語言處理、語音識別、自動駕駛等終端場景的計算需求。此次“昆侖”能成功落地，有望形成人工智能芯片與平臺應(yīng)用相互促進的良性循環(huán)。