淺析谷歌TPU芯片對NVIDIA、英特爾的影響

　　谷歌想用新芯片達成的仍然是一個(gè)老目標：前所未有的高效率。

　　谷歌想把人工智能推向新的高度，因此需要一種功耗更低、在更少的時(shí)間里完成更多工作的芯片。但這種芯片的影響力遠遠超出了谷歌帝國本身——它對英特爾和NVIDIA這樣的商用芯片制造商構成了威脅，當你看到谷歌的未來(lái)愿景時(shí)，這種感覺(jué)就會(huì )越發(fā)強烈。

　　谷歌全球數據中心網(wǎng)絡(luò )主管烏爾斯·霍勒澤(Urs H lzle)表示，他們今后還將研發(fā)更多這樣的芯片。

　　谷歌不會(huì )把這種芯片出售給其他公司，不會(huì )直接與英特爾或NVIDIA進(jìn)行競爭。但谷歌擁有龐大的數據中心，是這兩家公司迄今為止最大的潛在客戶(hù)。與此同時(shí)，隨著(zhù)越來(lái)越多的企業(yè)使用谷歌提供的云計算服務(wù)，它們自己購買(mǎi)服務(wù)器(和芯片)的數量就會(huì )越來(lái)越少，也就給芯片市場(chǎng)帶來(lái)進(jìn)一步的沖擊。

　　TPU芯片：專(zhuān)為機器學(xué)習定制

　　事實(shí)上，谷歌把這種新芯片當作了一種推廣自己AI云服務(wù)的賣(mài)點(diǎn)，企業(yè)和程序員可以通過(guò)云服務(wù)利用谷歌的AI引擎，將其整合到自己的應用軟件中。谷歌大力向其他公司推銷(xiāo)自己的AI能力，聲稱(chēng)自己的AI擁有最好的硬件支撐，而這些硬件是其他公司所沒(méi)有的。

　　谷歌的新芯片名為T(mén)ensor Processing Unit，簡(jiǎn)稱(chēng)TPU。叫這個(gè)名字是因為它有利于TensorFlow的運行。谷歌的深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )就是由TensorFlow軟件引擎驅動(dòng)的(深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )是一種硬件和軟件網(wǎng)絡(luò )，可以通過(guò)分析大量數據，來(lái)學(xué)習特定的任務(wù)網(wǎng)絡(luò )軟件)。其他科技巨頭用圖形處理單元(GPU)運行深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )——GPU的設計初衷是幫助游戲和其他圖形密集型應用程序渲染圖像，驅動(dòng)深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的那類(lèi)運算采用GPU比較適合。但谷歌表示，它設計的新芯片在那類(lèi)計算上效率更高。

　　據谷歌說(shuō)，TPU是專(zhuān)為機器學(xué)習量身定做的，所以它執行每個(gè)操作所需的晶體管數量更少。這意味著(zhù)芯片每秒執行的操作數量增多了。

　　將GPU擠出局?

　　暫時(shí)來(lái)說(shuō)，谷歌的深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )將同時(shí)使用的TPU和GPU?；衾諠刹辉冈敿毥忉尮雀枋褂肨PU的方式，只表示用TPU來(lái)處理Android手機語(yǔ)音識別所需要的“一部分計算”。但他說(shuō)，谷歌將發(fā)布一篇闡述TPU好處的論文，而且谷歌將繼續設計一些以其他方式推動(dòng)機器學(xué)習的芯片。這樣看上去，GPU似乎最終就會(huì )被擠出局?；衾諠烧f(shuō)，“GPU已經(jīng)在一點(diǎn)點(diǎn)出局。GPU太通用了，對于機器學(xué)習針對性不強。機器學(xué)習本來(lái)就不是GPU的設計初衷 ?！?/p>

　　NVIDIA可不想聽(tīng)到這樣的話(huà)。作為全球最大的GPU廠(chǎng)商，NVIDIA正在推動(dòng)自身業(yè)務(wù)向AI領(lǐng)域擴展。正如霍勒澤指出，NVIDIA最新的 GPU有一個(gè)專(zhuān)門(mén)針對機器學(xué)習的型號。但顯然，谷歌希望進(jìn)展能更大一些。

　　可編程芯片FPGA

　　與此同時(shí)，其他公司(其中最值得注意的是微軟)正在探索另一種芯片：field-programmable gate array，簡(jiǎn)稱(chēng)FPGA，你可以對這種芯片重新編程，以便執行特定的任務(wù)。微軟已經(jīng)在機器學(xué)習方面對FPGA進(jìn)行了測試，英特爾最近也收購了一家FPGA廠(chǎng)商。

　　一些分析師認為這是一種更加聰明的做法。密切注視芯片業(yè)務(wù)的Moor Insights and Strategy公司總裁兼首席分析師帕特里克·摩爾海德(Patrick Moorhead)說(shuō)，FPGA提供了更多的靈活性。他感到谷歌新的TPU似乎有點(diǎn)“過(guò)猶不及”，因為這樣一種芯片需要至少6個(gè)月才能研發(fā)成功，而這是一個(gè)競爭非常激烈的市場(chǎng)，最大的互聯(lián)網(wǎng)公司在里面你爭我?jiàn)Z，6個(gè)月對它們來(lái)說(shuō)是相當長(cháng)的一段時(shí)間。

　　但是谷歌并不需要那種靈活性，它最看重的是速度。當被問(wèn)及為什么谷歌要從零開(kāi)始研發(fā)芯片的，而不是使用FPGA的時(shí)候，霍勒澤回答說(shuō)：“因為會(huì )快得多?！?/p>

　　核心業(yè)務(wù)

　　霍勒澤還指出，谷歌的芯片不能取代CPU(中央處理單元，計算機服務(wù)器的心臟)。谷歌數據中心仍需要CPU在數以萬(wàn)計的機器上運行。CPU是英特爾公司的主營(yíng)業(yè)務(wù)。不過(guò)既然谷歌愿意僅僅為了AI一個(gè)領(lǐng)域就自己研發(fā)芯片，人們難免就會(huì )覺(jué)得它將來(lái)會(huì )研發(fā)自己的CPU。

　　霍勒澤淡化了這種可能性。 “你想要解決的是那些尚未解決的問(wèn)題，”他說(shuō)。意思是CPU已經(jīng)是很成熟的技術(shù)，沒(méi)有什么問(wèn)題需要改進(jìn)。但他同時(shí)表示，谷歌希望在芯片市場(chǎng)存在良性競爭。換句話(huà)說(shuō)，它想從眾多的賣(mài)家那里購買(mǎi)產(chǎn)品，而不只有一個(gè)賣(mài)家可選。畢竟，更多的競爭對于谷歌來(lái)說(shuō)就意味著(zhù)更低的價(jià)格?；衾諠山忉屨f(shuō)，谷歌正在與OpenPower Foundation合作，就是為了擴大選擇范圍。OpenPower Foundation的芯片設計任何人都可以使用和修改。

　　這種做法對全球最大的芯片制造商構成了潛在威脅。調研公司IDC分析師謝恩·勞(Shane Rau)估計，在全球銷(xiāo)售的所有服務(wù)器CPU中，大約有5%都是被谷歌買(mǎi)下的。在最近一年的時(shí)間里，谷歌買(mǎi)下了約120萬(wàn)顆芯片，其中絕大部分可能都來(lái)自英特爾。

　　 “我們一直都在學(xué)習，”他說(shuō)。 “我不清楚最后的答案是什么?！碑斎?，全球芯片制造商肯定會(huì )密切關(guān)注他們的學(xué)習狀況。