【E問(wèn)E答】英偉達如日中天，AI芯片有哪些？

　　編者注：英偉達股價(jià)創(chuàng )歷史新高，華爾街紛紛倒戈，現在開(kāi)始唱買(mǎi)入了。AI芯片想象力無(wú)限，英偉達會(huì )贏(yíng)到最后嗎?本文為您整理了幾個(gè)AI芯片的硬件方向。

　　GPU

　　GPU 最早是為生成基于多邊形網(wǎng)絡(luò )的計算機圖形而設計的。在最近幾年，由于近來(lái)計算機游戲和圖形引擎領(lǐng)域的需求和復雜度需要，GPU 積累了強大的處理性能。英偉達是 GPU 領(lǐng)域的領(lǐng)軍者，能生產(chǎn)有數千個(gè)內核的處理器，這些內核的設計工作效率可以達到 100%。實(shí)際上這些處理器也非常適用于運行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )和矩陣乘法方面的計算，因此GPU乘著(zhù)深度學(xué)習的東風(fēng)成為了目前最炙手可熱的硬件解決方案。

　　FPGA

　　FPGA全稱(chēng)“可編輯門(mén)陣列”(Field Programmable Gate Array)，其基本原理是在FPGA芯片內集成大量的數字電路基本門(mén)電路以及存儲器，而用戶(hù)可以通過(guò)燒入FPGA配置文件來(lái)來(lái)定義這些門(mén)電路以及存儲器之間的連線(xiàn)。這種燒入不是一次性的，即用戶(hù)今天可以把FPGA配置成一個(gè)微控制器MCU，明天可以編輯配置文件把同一個(gè)FPGA配置成一個(gè)音頻編解碼器。英特爾收購的Altera就是做FPGA的。

　　ASIC

　　ASIC則是專(zhuān)用集成電路(Application-Specific Integrated Circuit)，一旦設計制造完成后電路就固定了，無(wú)法再改變。定制化的SoC就屬于A(yíng)SIC。高通、AMD、ARM、英特爾和英偉達都在致力于將定制化芯片整合進(jìn)它們的現有解決方案中。Nervana 和 Movidius(目前都在英特爾旗下)據說(shuō)正在開(kāi)發(fā)集合方案。SoC 在同一技術(shù)節點(diǎn)上所能提供的性能大約是 FPGA 系統的 10 倍，在特定結構中還要更高。由于 SoC 和處理器所需的功率變得越來(lái)越低，其區別將來(lái)自于新的集合內存系統和帶寬對外部存儲器的有效利用。在這一領(lǐng)域，整合為 systems-on-a-package(SOP)的 3D memory 至少可以節約 10 倍的功率。

　　類(lèi)腦芯片

　　人類(lèi)大腦的神經(jīng)元盡管傳導信號的速度很慢，但是卻擁有龐大的數量(千億級)，而且每個(gè)神經(jīng)元都通過(guò)成千上萬(wàn)個(gè)突觸與其他神經(jīng)元相連，形成超級龐大的神經(jīng)元回路，以分布式和并發(fā)式的方式傳導信號，相當于超大規模的并行計算，從而彌補了單神經(jīng)元處理速度的不足。人腦的另一個(gè)特點(diǎn)是部分神經(jīng)元不使用時(shí)可以關(guān)閉，從而整體能耗很低。IBM的true north芯片就是對人腦在芯片上的模仿。

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