FPGA芯片的发展需要颠覆性技术的支持

全球ai芯片企业排行榜的公布,在国内引起了广泛关注和热议,纷纷鼓吹中国凭借ai芯片便能在芯片行业崛起,但所有ai芯片均没有看到颠覆性的技术出现。美国ai芯片巨头垄断,英伟达、英特尔和谷歌等科技巨头齐发力。英伟达作为人工智能领域涉及面最广、市场份额最大的公司,其更专注于gpu和无人驾驶领域芯片,在全球gpu市场上占据70%份额。
全球最大计算机芯片制造商的英特尔,伴随着人工智能的风潮,接连收购altera、nervana、movidius,全方位布局ai,其子公司movidius在2017年便推出视觉处理器myriad x。2016年便宣布公司战略转为aifirst(人工智能先行)的谷歌,在2018 google i/o开发者大会上发布第三代tpu,在asic方向深耕ai芯片。
但以上均没有颠覆性技术报道。相比美国,国内企业纷纷抢占ai芯片赛道,目前已涌现出华为、imagination、瑞芯微、芯原、寒武纪和地平线等潜力企业。启英泰伦研发的ci1006 ai芯片,集成脑神经网络处理硬件单元,专供语音识别,提升智能语音识别响应及控制速度,实现单芯片本地离线大词汇量识别。
又如华为在海思麒麟970处理器中搭载寒武纪ai芯片,运用于mate 10手机中,在图片识别速度上明显提升。但也均无颠覆性技术报道。目前,ai芯片主要以cpu、gpu、fpga、asic为主,如英特尔ai芯片属于cpu,英伟达属于gpu,阿尔特拉属于fpga,寒武纪和地平线属于asic,其中,cpu和gpu属于通用型,fpga和asic属于专用型。
相比cpu,gpu具有明显的数据吞吐量和并行计算优势,最早被用于 ai 计算,广泛应用在数据中心中。fpga在2015年后异军突起,适用于虚拟化云平台和预测阶段,asic 芯片具备适用于人工智能平台和智能终端领域的特性,但是和fpga芯片一样,不具备批量生产优势,也就是说没有价格优势。
ai芯片快速发展的同时面临着严峻现实问题。因为应用场景不同,在算法上也不能通用,无法固定,所以算法和应用仅处于一一对应阶段,没有像cpu一样的通用算法芯片。在架构上,目前是cpu+gpu、cpu+fpga、cpu+asic组合。
ai芯片的发展需随场景不同而变化,这是ai芯片架构发展的挑战。ai芯片不仅仅只需要架构上的创新,目前采用cpu+gpu、cpu+fpga、cpu+asicai构架的ai芯片其介质均基于硅,也未见颠覆性技术。
量子计算机样机早在3年前就已产生,目前还没有被产业化,如果以量子为介质的芯片能产业化,并顺利在短时间内嫁接到ai芯片上,或许能产生颠覆性变化。ai芯片如不能在架构和介质上进行颠覆性创新,并进行产业化应用,再高的排名也是花拳绣腿。

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