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入門:AI芯片設(shè)計流程是什么樣的?

2022-11-29
來源:CSDN博主
關(guān)鍵詞: AI芯片 人工智能

  人工智能( AI , ArTIficial Intelligence )的這股風(fēng)刮了許多年,已經(jīng)席卷了汽車、手機、醫(yī)療、金融、藝術(shù)等各個行業(yè)。甚至出現(xiàn)了AI和人腦之間的battle。

  2016年, AlphaGo對戰(zhàn)圍棋九段高手李世石,最終AI以4:1的戰(zhàn)績贏了李世石。然而當(dāng)時運行這個AI程序的服務(wù)器功耗高達(dá)1MW,接近人腦的5萬倍。在AI領(lǐng)域,最重要的三塊基石就是:數(shù)據(jù)、算法和算力。

  龐大的數(shù)據(jù)庫能為訓(xùn)練人工智能提供基礎(chǔ)。

  舉個例子,圖像識別、視頻監(jiān)控都需要龐大的數(shù)據(jù)支撐下去進(jìn)行模型訓(xùn)練和深度學(xué)習(xí)。

  算法能為人工智能應(yīng)用落地提供可靠的理論保障。人工智能在實際應(yīng)用中會遇到各種可能的問題,主要可以分成回歸、分類和聚類,針對每一類,算法都能提供不同的解決方案。說直白一點,算法就是人的智力的體現(xiàn)。

  算力是人工智能技術(shù)實現(xiàn)的保障。簡單一些來理解,就是計算能力。2018年諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎獲得者William D. Nordhaus在《計算過程》一文中提出:“算力是設(shè)備根據(jù)內(nèi)部每秒可處理的信息數(shù)據(jù)量”。算力實現(xiàn)的核心是CPU、GPU等各類計算芯片。

  算法再好,如果沒有足夠的計算能力(即高性能芯片) , AI就很難得到實際的應(yīng)用,也只能在實驗室里束之高閣。所以,在人工智能領(lǐng)域處于核心地位的AI芯片,同人工智能一樣炙手可熱。

  什么是AI芯片?

  AI芯片是智能設(shè)備里不可缺少的核心器件,專門用來處理AI相關(guān)的計算任務(wù)。

  AI芯片包含了兩個領(lǐng)域,我們也可以成“Al”和“芯片”兩部分來看:第一個就是計算機科學(xué)領(lǐng)域,說簡單點就是軟件,也就是研究高效率的智能算法;

  第二個就是半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域,其實就是硬件,研究的是如何把算法有效地在硅片上實現(xiàn),最終變成能和配套軟件結(jié)合的實體產(chǎn)品。

  AI芯片屬于芯月片中的哪一類?目前市場上比較常見的用于Al的芯片有CPU、GPU、FPGA和DSP,以及他們的各種組合。雖然CPU(中央處理器)、GPU(圖像處理器)和FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)都可以運行AI算法,但從嚴(yán)格意義上來講,他們都不是AI芯片。AI芯片本質(zhì)上是ASIC (專用集成電路) , 需要為Al算法專門設(shè)計。

  AI芯片設(shè)計流程是什么樣的?

  也有不少人會好奇:AI芯片的設(shè)計過程和我們熟知的流程有何區(qū)別?

  數(shù)據(jù)集→神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)/算法→芯片架構(gòu)→電路設(shè)計與實現(xiàn)前幾步需要從軟件層面去考慮算法,所以會有獨立的Al算法工程師。從芯片架構(gòu)開始往后,就是大家所熟知的IC設(shè)計流程了。對于IC設(shè)計端的工程師們來說,AI芯片依然要經(jīng)歷架構(gòu)設(shè)計、電路設(shè)計、驗證綜合等步驟,與尋常芯片并沒有什么區(qū)別。

  國內(nèi)有哪些還不錯的Al芯片設(shè)計公司?

  如果說專注于搞AI芯片設(shè)計,那寒武紀(jì)、地平線、黑芝麻智能、依圖科技、中星微、燧原科技等都是很不錯的公司。如果諸位對這些公司的主營業(yè)務(wù)感興趣的話,后續(xù)也可以出一期文章專門介紹。如果說想進(jìn)大廠,其實有相關(guān)業(yè)務(wù)的大廠確實也不少,比如華為海思、聯(lián)發(fā)科、平頭哥、百度昆侖芯、全志科技、北京君正等也都AI芯片設(shè)計和實際產(chǎn)品。

  國內(nèi)目前的發(fā)展前景如何?隨著元宇宙等新概念的興起,AI在其中必然也會推動新生態(tài)的構(gòu)建。放眼全球,從國外的英偉達(dá)、英特爾、谷歌、蘋果,到國內(nèi)的華為海思、阿里平頭哥、百度、字節(jié),都在這個賽道積極布局。盡管國內(nèi)從數(shù)據(jù)、算法和算力都難以和國際水平井肩,但我們已經(jīng)在路上了。技術(shù)方面的突破,我們總是“雖遲但到”。

  普通人如何入局?

  AI芯片和其他芯片在設(shè)計流程上并沒有太大的差別,無論是前端設(shè)計、功能驗證、DFT設(shè)計、后端設(shè)計,都是可以諸君可以選擇的方向。

  AI芯片的發(fā)展速度固然很快,但縱觀芯片發(fā)展長河, AI芯片也是其中一顆亮眼的、正在慢慢成長的星。也正是在這種時候,我國企業(yè)才更加有望突圍。畢竟彎道超車向。來都是我們的拿手好戲。

  而此時此刻想要加入芯片行業(yè),對AI芯片飽含興趣的諸君,未必不會成為點亮星星的人。



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