賽靈思芯片劍指AI，英偉達有在怕嗎

　　賽靈思剛剛推出了首款ACAP芯片;

　　新芯片面向人工智能推理市場(chǎng)，預計該市場(chǎng)將比英偉達目前主導的人工智能訓練市場(chǎng)更大;

　　有朝一日，賽靈思會(huì )像英偉達一樣成為數據中心市場(chǎng)的主要選手嗎?

　　9月，Evercore ISI發(fā)布了半導體股票的“Magnificent 7”名單。上榜的有英偉達和美光等?？?，還有一家令人意想不到的公司-賽靈思。眾所周知，賽靈思是現場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)市場(chǎng)的領(lǐng)導者，具有突出的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢和市場(chǎng)份額。FPGA是一種可配置的集成電路，盡管有些困難，但可以使用軟件對其進(jìn)行功能配置。Evercore表示，之所以把賽靈思放到推薦股名單中，是看中了它在數據中心市場(chǎng)的長(cháng)期優(yōu)勢。Evercore的先見(jiàn)之明得到了賽靈思的背書(shū)，一個(gè)月后，賽靈思推出了一款極具創(chuàng )新性的產(chǎn)品 - Everest(珠穆朗瑪峰)。

　　賽靈思在其核心市場(chǎng)-無(wú)線(xiàn)基礎設施、視頻、音頻和廣播設備-取得了令人矚目的成功。此外，其新任首席執行官Victor Peng也經(jīng)常提醒世人，賽靈思現在把數據中心市場(chǎng)視為公司業(yè)務(wù)增長(cháng)最大的領(lǐng)域，是公司未來(lái)面向的首要陣地。10月份，賽靈思推出了其新近推出的自適應計算加速平臺(ACAP)的第一個(gè)產(chǎn)品系列Everest，以及一系列產(chǎn)品代號為Versal(‘ver’代表“多功能”，‘sal’代表“通用”)的第一批ACAP芯片。

　　Versal

　　Versal基于臺積電7nm工藝打造，結合了軟件可編程性和針對特定領(lǐng)域的硬件加速以及當今快速創(chuàng )新所必須的高度適應性。Velsal包括六款器件，采用獨特架構，具備高度可擴展性，實(shí)現了可滿(mǎn)足包括云、網(wǎng)絡(luò )、邊緣計算、無(wú)線(xiàn)通信和終端節點(diǎn)等各種應用市場(chǎng)需求的AI推理性能。你可以把Versal視為SoC界的瑞士軍刀，它繼承了CPU、GPU和可用于數據中心加速的FPGA。

　　在某些方面，Versal類(lèi)似于賽靈思自家的Zynq Ultrascale + MPSoC，但它具有某些重要的額外功能，可以大大簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)和部署，因為在Versal上，既可以由軟件控制系統，還可以在已知配置上運行。Versal縮減了中央FPGA模塊的尺寸，為額外的DSP、ARM內核、推理組件和I/O模塊騰出了足夠的空間。

　　時(shí)值英特爾和AMD聯(lián)手在其x86器件上集成GPU和英偉達在其芯片上增加用于深度學(xué)習的額外內核之際，該產(chǎn)品的推出時(shí)機也堪稱(chēng)完美。

　　根據Tirias Research的分析師Kevin Krewell的說(shuō)法，Versal是賽靈思‘努力入局，與英特爾和英偉達同場(chǎng)競技的舉動(dòng)?！?/p>

　　在A(yíng)I市場(chǎng)挑戰英偉達

　　今年5月份，賽靈思CEO Peng向Data Center Dynamics透露，Everest是賽靈思歷時(shí)4年，動(dòng)用了1500名工程師，投入超過(guò)10億美元研發(fā)而成的。顯然，對于一家典型研發(fā)費用為一年6億美金的公司而言，10億美金絕對是一筆龐大預算。在采訪(fǎng)中，他對賽靈思遲遲無(wú)法撕掉“FPGA公司”的標簽感到沮喪，對于業(yè)界僅僅將Versal視為FPGA的一次升級更是無(wú)法釋?xiě)选?/p>

　　“我們一遍又一遍地向業(yè)界傳達‘不要把Versal當成一款FPGA’的信息，因為作為一家傳統的FPGA公司，我們現在不得不說(shuō)，‘不，我們不再是單純的FPGA公司了?！F在有了ACAP，盡管現在還沒(méi)有人知道ACAP到底是什么，但是他們終究會(huì )明白的?！?/p>

　　事實(shí)上，Peng說(shuō)他希望賽靈思被視為一家“以數據中心為優(yōu)先”的公司。賽靈思看到了人工智能和機器學(xué)習產(chǎn)生大量需要收集和分析的數據的新趨勢，同時(shí)5G網(wǎng)絡(luò )將對其專(zhuān)有的自適應計算加速硬件產(chǎn)生巨大需求。有趣的是，賽靈思聲稱(chēng)Versal芯片的能效可以達到英偉達的GPU的四倍，推理性能可以達到英偉達的2-8倍，在處理推理性工作負荷方面比英特爾的Xeon CPU快43-72倍。

　　賽靈思這種判斷相當大膽。不過(guò)并非沒(méi)有先例?，F在，英偉達有大約6億美金或者說(shuō)20%左右的營(yíng)收來(lái)自于其針對AI優(yōu)化的數據中心硬件，而這一數字在幾年前幾乎為零。賽靈思對數據中心市場(chǎng)寄予厚望，是為了復制英偉達的GPU在數據中心領(lǐng)域的成功，但是Peng也承認，預測新業(yè)務(wù)發(fā)展的軌跡很難。

　　“我很難預測它會(huì )怎樣發(fā)展，”P(pán)eng說(shuō)?！斑@是一個(gè)全新的領(lǐng)域，沒(méi)有路線(xiàn)圖，對所有人都是全新的。我的意思是說(shuō)，誰(shuí)能預料到英偉達今日的成功呢?英偉達自己也沒(méi)有預料到吧!”

　　深度學(xué)習：訓練和推理

　　深度學(xué)習一度因為需要極高的計算強度而被AI社區拋棄并掃進(jìn)技術(shù)的垃圾堆，但它現在成為了許多AI應用的核心。深度學(xué)習可以將復雜任務(wù)進(jìn)行分解，從而使得機器學(xué)習成為可能。今天，在某些情況下，一些通過(guò)深度學(xué)習算法進(jìn)行圖像識別訓練的機器甚至可以比人類(lèi)表現得更好。谷歌的Alpha Go通過(guò)深度學(xué)習，反復訓練并調整其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，最終在2017年擊敗了全球最棒的圍棋選手柯潔。

　　深度學(xué)習可以分為兩個(gè)過(guò)程：訓練和推理。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的訓練是指將數據輸入到系統中，各個(gè)神經(jīng)元都會(huì )為其輸入分配相應的權重。訓練是一種計算密集型任務(wù)，因為訓練算法本身不會(huì )告訴神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )什么才是正確的答案，而是允許它反復“猜測”，直到它幾乎每次都能夠選擇正確的答案，比如，這張圖片到底是不是貓。

　　在數字世界里，訓練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )利用所學(xué)到的東西開(kāi)始工作，以一種簡(jiǎn)化的應用識別說(shuō)話(huà)、圖像、各種疾病，或者建議一個(gè)客戶(hù)接下來(lái)可能購買(mǎi)的東西等。完全加權的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )通常是一個(gè)笨重而龐大的數據庫。推理過(guò)程則簡(jiǎn)化所有數據，對它進(jìn)行壓縮和優(yōu)化，以在運行時(shí)加速性能。谷歌的語(yǔ)音識別、圖像搜索、惡意軟件檢測、垃圾郵件過(guò)濾和Netflix推薦引擎等任務(wù)都使用了某種形式的推理。

　　GPU擁有并行計算能力(能夠同時(shí)處理多個(gè)任務(wù))，已經(jīng)被用于A(yíng)I訓練和推理。但是，推理任務(wù)的性能目標和訓練任務(wù)有所不同，推理批量輸入的數據量較少，以便最大限度減小網(wǎng)絡(luò )的端到端響應時(shí)間。比如，基于云的圖像處理任務(wù)需要具備高度響應性，以便系統不會(huì )堆積了大批圖像而造成用戶(hù)等待上好幾分鐘。因此，高吞吐量對訓練任務(wù)更為重要，而低延遲對推理任務(wù)更為關(guān)鍵。Versal等可編程硬件完全符合低延遲、低功耗、高頻的AI推理工作負荷。

　　AI開(kāi)發(fā)人員可以利用Versal的異構硬件和以軟件為中心的方案。賽靈思這種先行者的發(fā)展空間可能很大，賽靈思和巴克萊分享了對AI市場(chǎng)的預測，它認為AI推理可能比AI訓練的市場(chǎng)更大，目前的AI訓練市場(chǎng)大部分都被英偉達的GPU把持著(zhù)，邊緣節點(diǎn)和數據中心的推理應用則是賽靈思為Versal設定的目標。賽靈思預計，該部分市場(chǎng)的規模將從目前的幾乎為零增長(cháng)到2023年的接近230億美金。

　　賽靈思-新的英偉達?

　　過(guò)去兩年中，賽靈思積極拓展產(chǎn)品的邊界，除了FPGA，其產(chǎn)品組合加入了幾個(gè)SoC的身影，現在又多了個(gè)ACAP。隨著(zhù)人工智能、5G和物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)始起飛，賽靈思的ACAP將找到廣闊的應用空間。也許幾年后，投資者會(huì )回首當下這個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻，正是從賽靈思發(fā)布ACAP起，它開(kāi)始從一家純粹的FPGA公司蛻變?yōu)橄裼ミ_這樣的數據中心市場(chǎng)主要廠(chǎng)商。

　　賽靈思已經(jīng)扔下戰書(shū)，可以期待下英偉達如何接受挑戰。不過(guò)，如果巴克萊/賽靈思對人工智能推理市場(chǎng)估計有誤，那賭注就太高了。有傳言稱(chēng)，博通在收購高通失敗后，可能會(huì )將并購重心轉向賽靈思。英偉達過(guò)去一直收購圖形和游戲行業(yè)的公司，或許它可以學(xué)一學(xué)英特爾，試著(zhù)買(mǎi)下賽靈思?