作為人工智能三大驅(qū)動(dòng)要素之一，算力的發(fā)展決定了人工智能發(fā)展的速度與高度。

AI芯片近年來(lái)快速發(fā)展，眾多企業(yè)紛紛布局，新型芯片架構(gòu)不斷涌現(xiàn)，多個(gè)場(chǎng)景下的智能芯片應(yīng)用正在加快部署。AI芯片正受到來(lái)各界的關(guān)注，成為推進(jìn)人工智能加速發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

人工智能算法的訓(xùn)練以及應(yīng)用的部署，都離不開(kāi)強(qiáng)大、高效的運(yùn)算能力支撐。AI芯片因此成為第二屆人工智能大會(huì)(WAIC)上討論的熱點(diǎn)之一。

在展區(qū)特設(shè)的企業(yè)芯片墻，整塊墻面展出了國(guó)內(nèi)外7家知名企業(yè)的10款芯片，這些芯片產(chǎn)品代表了人工智能芯片發(fā)展最新成果，參展芯片產(chǎn)品包括華為“麒麟810”、高通“驍龍855”、地平線(xiàn)“征程/旭日”系列、依圖科技“求索”、平頭哥“玄鐵910”、紫光展銳“銳虎賁T710”等。

廣證恒生研報(bào)指出，一款A(yù)I芯片成功市場(chǎng)化必須具備兩大條件：一是足夠廣的應(yīng)用空間，二是相比CPU具備足夠大的性能提升。

國(guó)內(nèi)對(duì)芯片自主可控的緊迫性提高，人工智能作為未來(lái)國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略高地，政策利好云AI芯片的發(fā)展。深度學(xué)習(xí)專(zhuān)用芯片ASIC是國(guó)內(nèi)企業(yè)的機(jī)會(huì)，具備技術(shù)及生態(tài)構(gòu)建能力的企業(yè)未來(lái)有廣闊的發(fā)展前景。

行業(yè)痛點(diǎn)明顯

“現(xiàn)在行業(yè)的痛點(diǎn)是，不同行業(yè)里的解決方案、芯片模組，完全沒(méi)有辦法只用一款芯片來(lái)取代。不同場(chǎng)景需要配適不同的芯片，合作雙方的工作量都是非常大的。”云從科技副總裁張立在論壇現(xiàn)場(chǎng)提出質(zhì)疑。

云從科技是一家提供計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別端到端解決方案的公司。從理論上講，他們使用供應(yīng)商提供的芯片模組，更應(yīng)該考慮單位功耗，這是傳統(tǒng)AI公司首先要考慮的問(wèn)題——芯片效率是否足夠高、單位整體功耗是否符合最高性?xún)r(jià)比。但如今，多樣化與應(yīng)用場(chǎng)景落地才是面臨的核心問(wèn)題。

賽迪顧問(wèn)總裁孫會(huì)峰在報(bào)告中指出，AI芯片應(yīng)該具有以下基本要素：算法和軟件要有自主演進(jìn)的能力;可編程性;高效的架構(gòu)變換能力：<10 clock cycle、低開(kāi)銷(xiāo)、低延時(shí);低成本體積小，應(yīng)用開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)便等。

目前為止，國(guó)內(nèi)外芯片廠(chǎng)商都暫時(shí)都很難做到以上需求。通用型芯片以英偉達(dá)為代表，峰值計(jì)算能力強(qiáng)，平均性能好，但就效率低;國(guó)內(nèi)寒武紀(jì)、華為海思的芯片以定制化為主，前期投入成本高，研發(fā)周期較長(zhǎng)，但優(yōu)點(diǎn)是平均性能好，在特定領(lǐng)域(比如AIoT、手機(jī))等適應(yīng)性好。

以Tesla使用的車(chē)載芯片為例，其車(chē)內(nèi)使用的芯片全是專(zhuān)用定制化車(chē)載芯片，針對(duì)Tesla的應(yīng)用和產(chǎn)品重新設(shè)計(jì)。

賽迪顧問(wèn)在AI分論壇上指出，目前人工智能芯片設(shè)計(jì)更多的是從技術(shù)角度，以滿(mǎn)足特定性能需求出發(fā)。而未來(lái)，人工智能場(chǎng)景的商業(yè)化落地才是根本。未來(lái)的芯片設(shè)計(jì)要從應(yīng)用場(chǎng)景出發(fā)，借助場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)規(guī)模發(fā)展。

企業(yè)芯片墻的秘密

根據(jù)大會(huì)的官方信息，能夠入選企業(yè)芯片墻的芯片有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

一是應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。10款芯片涵蓋了智能手機(jī)，5G通信、物聯(lián)網(wǎng)、智能駕駛、智能家居、AI云端訓(xùn)練和邊緣推理等眾多領(lǐng)域。

如華為P30使用的就是麒麟980芯片，三星最新的5G手機(jī)采用的高通驍龍855芯片，地平線(xiàn)的無(wú)人駕駛汽車(chē)就是使用“征程”系列芯片，依圖科技的人臉識(shí)別技術(shù)就是基于求索芯片。

二是工藝水平最高。在10款芯片中，華為麒麟810、麒麟980、昇騰910，高通驍龍855等4款都采用了當(dāng)前最先進(jìn)的芯片制造工藝(7nm工藝)，華為昇騰310采用12nm工藝，寒武紀(jì)思元270、依圖求索采用16nm工藝等，代表了當(dāng)前AI芯片領(lǐng)域的最高設(shè)計(jì)工藝水平。

三是基礎(chǔ)構(gòu)架最新。平頭哥“玄鐵910”是全球首個(gè)采用RISC-V架構(gòu)的64位AI處理器內(nèi)核，華為麒麟810首款采用了自研的達(dá)芬奇架構(gòu)，寒武紀(jì)思元270基于自主研發(fā)的MLUv02指令集，體現(xiàn)了AI芯片在構(gòu)架層面的不斷創(chuàng)新突破。

從技術(shù)水平看，先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)入7nm節(jié)點(diǎn)與國(guó)際同步，制造工藝進(jìn)入14nm水平，7nm介質(zhì)刻蝕進(jìn)入國(guó)際采購(gòu)體系，清洗設(shè)備達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)12英寸大硅片批量供貨等。今年首批科創(chuàng)板上市的5家上海企業(yè)中，有4家是集成電路企業(yè)。

以上海為龍頭的長(zhǎng)三角地區(qū)的集成電路產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)形成超過(guò)國(guó)內(nèi)50%產(chǎn)業(yè)規(guī)模最大、技術(shù)水平最高的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)的關(guān)鍵

不同企業(yè)在面對(duì)云服務(wù)還是邊緣計(jì)算的時(shí)產(chǎn)生過(guò)不同的選擇。

地平線(xiàn)CEO余凱從一開(kāi)始就是堅(jiān)定的邊緣計(jì)算的擁護(hù)者。余凱認(rèn)為，邊緣計(jì)算可以有效緩解以云服務(wù)為代表的中心運(yùn)算的壓力，成為應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)的關(guān)鍵。

邊緣計(jì)算有以下四個(gè)特點(diǎn)：實(shí)時(shí)計(jì)算，減少反應(yīng)延遲;可靠性高，即使離線(xiàn)也可以正常運(yùn)作;安全合規(guī)，滿(mǎn)足隱私要求;高性?xún)r(jià)比，節(jié)省存儲(chǔ)運(yùn)輸成本

根據(jù)摩爾定律，自動(dòng)駕駛的發(fā)展急需要更加強(qiáng)大的邊緣處理器。自動(dòng)駕駛從L1-L5分成5個(gè)等級(jí)，L1代表人工駕駛、L5是無(wú)人駕駛。每上一個(gè)等級(jí)，算力的提升就會(huì)上一個(gè)新的數(shù)量級(jí)。

英偉達(dá)公布的自動(dòng)駕駛算力提升路徑

作為自動(dòng)駕駛AI芯片領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)英偉達(dá)認(rèn)為從ADAS提升到L3半自動(dòng)駕駛所需的計(jì)算難度會(huì)提升5倍，而關(guān)鍵的L3向L4提升需要50倍，從L4提升到L5則需要2倍。

余凱持有類(lèi)似看法，L3可能需要20-30T的算力量級(jí);L4就需要百T這樣的算力;到了L5可能就需要千T的算力了。“短期來(lái)看，我們會(huì)高估技術(shù)發(fā)展的速度;但長(zhǎng)期來(lái)看，我們還是低估了。”余凱說(shuō)，我們已經(jīng)進(jìn)入了后摩爾定律時(shí)代。

地平線(xiàn)征程系列芯片使用自研BPU(Brain Processing Unit)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛、行人和道路環(huán)境等多類(lèi)目標(biāo)的實(shí)時(shí)感知，目前已登陸美國(guó)助力國(guó)際頂尖Robotaxi車(chē)隊(duì)。2019年發(fā)布的征程二代可提供超過(guò)4 TOPS的等效算力，典型功耗僅2瓦，能夠高效靈活地實(shí)現(xiàn)多類(lèi)AI任務(wù)處理，對(duì)多類(lèi)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和精準(zhǔn)識(shí)別。

據(jù)余凱介紹，2019年底，地平線(xiàn)將發(fā)布16納米級(jí)別的AI芯片處理器。

目前，英偉達(dá)依托于其圖像識(shí)別和處理能力，也在發(fā)力自動(dòng)駕駛領(lǐng)域。重視車(chē)載本地超級(jí)電腦的研發(fā)，未來(lái)發(fā)展有待駕駛決策軟件算法落地，以及降低Drive PX平臺(tái)成本。

現(xiàn)在在AI芯片領(lǐng)域依然以云端訓(xùn)練芯片為主，隨著中國(guó)人工智能應(yīng)用需求的不斷落地，未來(lái)本地化運(yùn)算將是人工智能發(fā)展的趨勢(shì)之一，終端推斷芯片也將迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。

賽迪顧問(wèn)孫會(huì)峰指出，AI芯片第三大趨勢(shì)是智能計(jì)算將從云端到云邊一體。云端聚焦非實(shí)時(shí)、長(zhǎng)周期數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)分析，支持大量運(yùn)算共同運(yùn)行，目前云端AI芯片應(yīng)用相對(duì)成熟。隨著邊緣計(jì)算興起，“云邊結(jié)合”方案漸成主流，實(shí)現(xiàn)從端到中心的邊緣計(jì)算+云計(jì)算，加快處理速度，實(shí)現(xiàn)靈活應(yīng)用。

未來(lái)：合作從串行分工到合作共生

當(dāng)下，芯片產(chǎn)業(yè)仍然是以企業(yè)為主體，產(chǎn)品上下游企業(yè)相對(duì)獨(dú)立運(yùn)營(yíng)和管理，同環(huán)節(jié)企業(yè)高度競(jìng)爭(zhēng)。而未來(lái)，這種模式將得到本質(zhì)改善。

以合作為主線(xiàn)，借助合資公司、共同搭建平臺(tái)等形式，行程合作生態(tài)。發(fā)揮各企業(yè)、機(jī)構(gòu)技術(shù)和資源優(yōu)勢(shì)，以特定應(yīng)用場(chǎng)景及核心需求出發(fā)，形成有機(jī)的合作形態(tài)。

賽迪顧問(wèn)《中國(guó)人工智能芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)》在2019世界人工智能大會(huì)上正式發(fā)布。白皮書(shū)指出，2018年中國(guó)AI芯片市場(chǎng)繼續(xù)保持高速增長(zhǎng)，整體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到80.8億元，同比增長(zhǎng)50.2%。受宏觀政策環(huán)境、技術(shù)進(jìn)步與升級(jí)、人工智能應(yīng)用普及等眾多利好因素的影響，中國(guó)AI芯片市場(chǎng)進(jìn)一步發(fā)展與成熟。

據(jù)賽迪顧問(wèn)預(yù)測(cè)，在AI芯片領(lǐng)域，云端產(chǎn)值2021年將達(dá)到106億美元;終端領(lǐng)域?qū)⑦_(dá)到5.55億美元。

在未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)上，白皮書(shū)稱(chēng)未來(lái)三年AI芯片市場(chǎng)規(guī)模年均復(fù)合增長(zhǎng)率將超50%。2018年AI領(lǐng)域投資總金額為1117.19億元。B、C、D輪雖數(shù)量少，但投資金額大，獲投資金占比60.31%，投資者更青睞成熟度高的企業(yè)。