2022年AI芯片行業(yè)需要關(guān)注的5個(gè)關(guān)鍵應用和趨勢

人工智能(AI)應用已經(jīng)變得比許多人幾年前想象的更加融入商業(yè)成功的結構中。僅在去年一年，人工智能創(chuàng )新就掀起了許多大浪潮，從人工智能和計算機視覺(jué)技術(shù)的進(jìn)步，到數據中心的現代化和專(zhuān)業(yè)化的人工智能芯片，再到人工智能設計這些芯片。這些里程碑式的進(jìn)展正為該行業(yè)帶來(lái)令人興奮的機遇。

這場(chǎng)人工智能革命也推動(dòng)了對全新一代人工智能芯片系統(soc)的需求。到2026年，人工智能芯片組的全球市場(chǎng)價(jià)值預計將從2019年的80億美元增長(cháng)到700多億美元，因為具有機器學(xué)習能力的物聯(lián)網(wǎng)設備的激增和智能城市的發(fā)展推動(dòng)了市場(chǎng)。隨著(zhù)2021年第三季度創(chuàng )下179億美元的全球融資新紀錄，投資者已經(jīng)將創(chuàng )紀錄的資金投入人工智能創(chuàng )業(yè)公司，這反映出全球對人工智能的廣泛需求。

新的一年帶來(lái)了新的目標、機遇和挑戰。隨著(zhù)美國半導體產(chǎn)業(yè)努力解決供應鏈限制、全球芯片短缺以及2019冠狀病毒疾病的經(jīng)濟影響，同時(shí)也在探索“元宇宙”的可能性，將智能整合到底層硅的日益增長(cháng)的愿望使得每個(gè)組織都想公平分享人工智能蛋糕。

那么，明年人工智能將面臨怎樣的挑戰呢？請繼續閱讀我們對2022年人工智能下一步行動(dòng)的五個(gè)關(guān)鍵預測。

1. 人工智能對芯片設計的影響將繼續增長(cháng)

隨著(zhù)更多的工作負載需要先進(jìn)的人工智能處理水平來(lái)驅動(dòng)智能功能，對高能效、高速運算的專(zhuān)用芯片的需求，將使強大的人工智能芯片設計變得至關(guān)重要。一種新型的設計工具可以從迭代中學(xué)習并利用芯片設計環(huán)境中的數據，從而在生產(chǎn)率和成本效率方面提供了一個(gè)飛躍。人工智能的破壞將不僅為半導體領(lǐng)導者開(kāi)啟新的機遇，也為那些通常擁有較小的團隊或更有限的財政資源、以前沒(méi)有被視為提供令人興奮的硅解決方案的芯片設計巨頭的公司開(kāi)啟新的機遇——從某種意義上講，這將平衡競爭環(huán)境，并創(chuàng )造一種全球經(jīng)濟中利用人工智能芯片設計的公司的對稱(chēng)性。

設計未來(lái)的人工智能硬件需要芯片設計技術(shù)的革命。2021年，敢于投資數據中心市場(chǎng)的公司見(jiàn)證了巨大的收益，并展示了令人印象深刻的技術(shù)能力，增加了對專(zhuān)用 AI 芯片的需求，以前所未有的速度籌集 AI 資金。隨著(zhù) gpu 繼續成為數據中心市場(chǎng)培訓的主導架構，我們預計這種增長(cháng)將繼續下去，并看到超級擴張者選擇下一代 ai 輔助設計系統，以大規模探索性設計工作流程，同時(shí)自動(dòng)化不那么重要的決策。公司將開(kāi)始為他們的芯片設計需求，轉向云-一個(gè)勝利的額外容量，更快的周轉時(shí)間，和高質(zhì)量的應用程序優(yōu)化設計。

2. 智能機器人將在智能萬(wàn)能時(shí)代帶來(lái)巨大的機遇

隨著(zhù)越來(lái)越多的設備連接到云端，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)繼續為大規模推動(dòng)現實(shí)世界應用的行業(yè)提供巨大的利益。一個(gè)相對較新的縮寫(xiě)詞，結合了人工智能和物聯(lián)網(wǎng)的力量，AIoT 承諾一個(gè)更智能，智能，連接的設備網(wǎng)絡(luò )，可以處理和計算大量的數據量以前不可能使用傳統的處理方法。

隨著(zhù)處于物聯(lián)網(wǎng)邊緣的技術(shù)(如增強智能和元宇宙的發(fā)展)的出現，大公司將重新調整戰略，把重點(diǎn)放在處理實(shí)時(shí)數據最有意義的地方，并投資于人工智能創(chuàng )新，以利用 AIoT 設備的增長(cháng)。

3. 三個(gè)關(guān)鍵的應用程序將推動(dòng)人工智能的發(fā)展

有三個(gè)明顯的市場(chǎng)贏(yíng)家將優(yōu)先使用更多的人工智能來(lái)生產(chǎn)更好的芯片: 高性能計算(HPC)、自動(dòng)化設備和醫療保健。

高性能計算機市場(chǎng)已經(jīng)并將繼續推動(dòng)人工智能芯片的主要投資，這導致數據中心需要專(zhuān)用芯片來(lái)執行超過(guò)一萬(wàn)億個(gè)節點(diǎn)的人工智能工作負載的計算。在這一領(lǐng)域，我們看到越來(lái)越多的公司為汽車(chē)行業(yè)以及各種自動(dòng)化機器設計人工智能芯片——從工業(yè)機器到自動(dòng)化機器人以及無(wú)人機等空中機器。由于大數據和連接所有東西的愿望，設計團隊將需要經(jīng)過(guò)硅驗證的 IP 解決方案，用于跨越各種應用的復雜集成電路，這一領(lǐng)域在供應鏈緊張的情況下，將在2022年繼續增長(cháng)。

對于一個(gè)持續適應2019冠狀病毒疾病流行病的世界來(lái)說(shuō)，人工智能在醫療保健和醫學(xué)領(lǐng)域的結合帶來(lái)了許多機會(huì )，尤其是在診斷和醫學(xué)研究領(lǐng)域。雖然計算要求可能不像數據中心那樣極端，但是圍繞數據保護、安全和實(shí)時(shí)分析的獨特要求需要一個(gè)本地化的環(huán)境，這個(gè)環(huán)境對于在現場(chǎng)評估和執行分析是至關(guān)重要的。從今天的人工智能加速器到明天的認知系統，這三個(gè)市場(chǎng)將見(jiàn)證公司和投資者對人工智能的興趣日益增長(cháng)，推動(dòng)人工智能在芯片設計和設備中的無(wú)縫集成。

4. 更多非傳統公司將加倍投入芯片設計

如果說(shuō)2021年給了我們什么教訓的話(huà)，那就是人工智能重塑芯片設計前景的潛力的快速發(fā)展，已經(jīng)讓幾乎每一家科技公司都在考慮加入芯片設計行列。蘋(píng)果最近發(fā)布了令人印象深刻的內部開(kāi)發(fā) M1 Max，展示了可以整合多個(gè)強大的計算組件，并為臺式設備和其他設備提供行業(yè)中最強大的芯片的純粹創(chuàng )新。非傳統半導體公司加大自己定制的專(zhuān)用集成電路(asic)開(kāi)發(fā)力度的速度，促使它們仔細研究?jì)炔块_(kāi)發(fā)硅的競爭優(yōu)勢，尤其是在它們所服務(wù)的關(guān)鍵市場(chǎng)快速增長(cháng)的背景下。

這些激勵包括最大限度的數據控制和減少速度、洞察力、決策和結果之間的延遲。盡管建立一支世界級的芯片設計團隊已成為創(chuàng )造和保護知識產(chǎn)權的重要途徑，但隨著(zhù)發(fā)展迅速擴展到新的市場(chǎng)，企業(yè)將越來(lái)越難以吸引和留住技術(shù)熟練的勞動(dòng)力。

5. 在整個(gè)系統堆棧中建立信任將變得至關(guān)重要

無(wú)論是為自動(dòng)駕駛汽車(chē)提供人工智能支持的系統，還是進(jìn)行金融交易，抑或是做出芯片設計決策的人工智能工具ーー所有這些參數都要求我們相信，這些決策將帶來(lái)更好的結果和生產(chǎn)力，而不是導致嚴重的規格缺陷、程序延遲或對客戶(hù)的財務(wù)影響。這將使公司在硬件基礎設施中優(yōu)先考慮不同級別的信任，從而為遠程設備管理、服務(wù)部署和生命周期管理創(chuàng )建安全通道(因此，確保整個(gè)系統堆棧對于最終客戶(hù)而言是可信的，而不僅僅是軟件)。

隨著(zhù)人工智能在計算應用中越來(lái)越普遍，對系統各個(gè)層次的高級信任和安全性的需求也會(huì )越來(lái)越大，尤其是在設計和集成階段。到目前為止，人工智能硬件與軟件相比還不是很重要。但隨著(zhù)信任鏈在當前供應鏈環(huán)境中變得尤為重要，企業(yè)將需要一個(gè)貫穿整個(gè)工作流程的可信任鏈。

最終，所有這些預測都將受到更快的計算速度、更高的智能、更高效地處理更大的數據量以及我們使用的產(chǎn)品中更多功能的自動(dòng)化的需求驅動(dòng)。隨著(zhù)人工智能滲透到企業(yè)中，大膽的新硬件架構和明確的人工智能戰略將成為創(chuàng )新和人工智能與軟件系統無(wú)縫集成的核心推動(dòng)力。在 Synopsys，我們致力于讓技術(shù)變得更智能、更安全，從硅到軟件，并在未來(lái)幾年繼續投資于加速具有顛覆性的人工智能驅動(dòng)設計解決方案的發(fā)展。