芯片成為人工智能平臺(tái)的關(guān)鍵一役

 人們?cè)絹?lái)越看好人工智能的前景及其潛在的爆發(fā)力，而能否發(fā)展出具有超高運(yùn)算能力且符合市場(chǎng)的芯片成為人工智能平臺(tái)的關(guān)鍵一役。由此，2016年成為芯片企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)巨頭們?cè)谛酒I(lǐng)域全面展開(kāi)部署的一年。而在這其中，英偉達(dá)保持著絕對(duì)的領(lǐng)先地位。但隨著包括谷歌、臉書(shū)、微軟、亞馬遜以及百度在內(nèi)的巨頭相繼加入決戰(zhàn)，人工智能領(lǐng)域未來(lái)的格局如何，仍然待解。

在2016年，所有人都看到了人工智能的前景和其潛在的爆發(fā)力，但不管是AlphaGo還是自動(dòng)駕駛汽車(chē)，要想使得任何精妙算法得以實(shí)現(xiàn)，其基礎(chǔ)是硬件的運(yùn)算能力：也就是說(shuō)，能否發(fā)展出超高運(yùn)算能力又符合市場(chǎng)需求的芯片成為了人工智能平臺(tái)的關(guān)鍵一役。

因此，毫無(wú)疑問(wèn)，2016年也成為了芯片企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)巨頭們?cè)谛酒I(lǐng)域全面展開(kāi)部署的一年：先有CPU芯片巨頭因特爾年內(nèi)三次大手筆收購(gòu)人工智能和GPU領(lǐng)域企業(yè);后有谷歌宣布開(kāi)發(fā)自己的處理系統(tǒng)，而蘋(píng)果、微軟、臉書(shū)和亞馬遜也都紛紛加入。

而在這其中，領(lǐng)跑者英偉達(dá)(Nvidia)因其在人工智能領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)使其成為了資本市場(chǎng)的絕對(duì)寵兒：在過(guò)去的一年中，曾經(jīng)以游戲芯片見(jiàn)長(zhǎng)的Nvidia股價(jià)從十幾年的穩(wěn)居30美元迅速飆升至120美元。

就當(dāng)資本市場(chǎng)都在猶豫是否人工智能風(fēng)口使得英偉達(dá)股價(jià)虛高時(shí)，2月10日，英偉達(dá)發(fā)布2016年第四季度的財(cái)報(bào)顯示，其營(yíng)收同比增長(zhǎng)55%，凈利潤(rùn)達(dá)到了6.55億美元，同比增長(zhǎng)216%。

“正當(dāng)Intel、微軟等巨頭投資人工智能為基礎(chǔ)的芯片技術(shù)時(shí)，英偉達(dá)已經(jīng)以Q4財(cái)報(bào)顯示，這家已經(jīng)在人工智能領(lǐng)域投資將近12年的芯片企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始就此收獲可觀(guān)的盈利。”資深技術(shù)評(píng)論家Therese PoletTI在其財(cái)報(bào)發(fā)布后指出。

研究機(jī)構(gòu)TracTIca LLC估計(jì)，由于深度學(xué)習(xí)項(xiàng)目產(chǎn)生的硬件花費(fèi)將從2015年的4360萬(wàn)美元，上升到2024年的41億美元，而企業(yè)的相關(guān)軟件花費(fèi)將同期從1.09億美元上升到100億美元。

正是這一龐大的市場(chǎng)吸引著谷歌、臉書(shū)、微軟、亞馬遜以及百度在內(nèi)的巨頭相繼宣布企業(yè)向人工智能領(lǐng)域的技術(shù)轉(zhuǎn)向。“在人工智能相關(guān)技術(shù)上，目前英偉達(dá)仍然保持著絕對(duì)的領(lǐng)先，但隨著包括谷歌在內(nèi)的TPU等技術(shù)不斷推向市場(chǎng)，未來(lái)的AI硬件格局仍然待解。”一位不便具名的歐洲資深從業(yè)人員向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道表示。

英偉達(dá)在GPU領(lǐng)域顯著領(lǐng)先

根據(jù)英偉達(dá)最新公布的年報(bào)，其最主要的業(yè)務(wù)領(lǐng)域均出現(xiàn)了兩位數(shù)以上的增長(zhǎng)。除了其一直占有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的游戲業(yè)務(wù)增長(zhǎng)之外，其更多的漲幅事實(shí)上來(lái)自于數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)和自動(dòng)駕駛兩大全新業(yè)務(wù)板塊。

年報(bào)數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)有138%的增長(zhǎng)，而自動(dòng)駕駛有52%的增長(zhǎng)。

“事實(shí)上，這是整個(gè)英偉達(dá)財(cái)報(bào)里最具有說(shuō)明力的內(nèi)容，因?yàn)閿?shù)據(jù)業(yè)務(wù)和自動(dòng)駕駛的增長(zhǎng)根本上是人工智能和深度學(xué)習(xí)的發(fā)展所激發(fā)的。”一位美國(guó)計(jì)算機(jī)硬件分析師向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道表示。

在目前的深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域，把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)投入實(shí)際應(yīng)用要經(jīng)歷兩個(gè)階段：首先是訓(xùn)練，其次是執(zhí)行。從目前的環(huán)境來(lái)看，訓(xùn)練階段非常需要處理大量數(shù)據(jù)的GPU(圖形處理器，下同)，也就是以游戲和高度圖形化的應(yīng)用做圖像渲染起家的英偉達(dá)領(lǐng)先的領(lǐng)域;而在轉(zhuǎn)型階段則需要處理復(fù)雜程序的CPU，也就是微軟十幾年來(lái)領(lǐng)先的領(lǐng)域。

“英偉達(dá)目前的成功事實(shí)上代表了GPU的成功，它正是最早的GPU領(lǐng)先者之一。”上述行業(yè)分析師表示。

深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)尤其是幾百上千層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)高性能計(jì)算需求非常高，而GPU對(duì)處理復(fù)雜運(yùn)算擁有天然的優(yōu)勢(shì)：它有出色的并行矩陣計(jì)算能力，對(duì)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和分類(lèi)都可以提供顯著的加速效果。

舉個(gè)例子，研究員不用一開(kāi)始就人工定義一個(gè)人臉，而是可以將幾百萬(wàn)個(gè)人臉的圖像展示出來(lái)，讓計(jì)算機(jī)自己定義人臉應(yīng)該是什么樣子的。學(xué)習(xí)這樣的例子時(shí)，GPU可以比傳統(tǒng)處理器更加快速，大大加快了訓(xùn)練過(guò)程。

因此，搭載GPU的超級(jí)計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為訓(xùn)練各種深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的不二選擇，比如Google大腦早期就是使用Nvidia的GPU做深度學(xué)習(xí)。“我們正在搭建一款帶有跟蹤功能的攝像裝置，因此需要找到最適合的芯片，GPU是我們的首選。”歐盟AR初創(chuàng)企業(yè)Quine CEO Gunleik Groven在今年一月的CES(國(guó)際消費(fèi)電子展)現(xiàn)場(chǎng)向本報(bào)記者表示。

目前，谷歌、Facebook、微軟、Twitter和百度等互聯(lián)網(wǎng)巨頭，都在使用這種叫做GPU的芯片，讓服務(wù)器學(xué)習(xí)海量的照片、視頻、聲音文檔，以及社交媒體上的信息，來(lái)改善搜索和自動(dòng)化照片標(biāo)記等各種各樣的軟件功能。一些汽車(chē)制造商也在利用這項(xiàng)技術(shù)，開(kāi)發(fā)可以感知周?chē)h(huán)境、避開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)域的無(wú)人駕駛汽車(chē)。

除了在GPU和圖形計(jì)算領(lǐng)域長(zhǎng)期領(lǐng)先，英偉達(dá)也是最早一批在人工智能領(lǐng)域進(jìn)行投資的科技公司。2008年，當(dāng)時(shí)在斯坦福做研究的吳恩達(dá)發(fā)表了一篇用GPU上的CUDA進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的論文。2012年“深度學(xué)習(xí)三巨頭”之一Geoff Hilton的學(xué)生Alex Krizhevsky用英偉達(dá)的GeForce顯卡在ImageNet中將圖像識(shí)別準(zhǔn)確率大幅提升，這也是英偉達(dá)CEO黃仁勛時(shí)常提到的英偉達(dá)注重深度學(xué)習(xí)的開(kāi)端。

有報(bào)告顯示，世界上目前約有3000多家AI初創(chuàng)公司，大部分都采用了Nvidia提供的硬件平臺(tái)。

“深度學(xué)習(xí)被證明是非常有效的。”黃仁勛在季報(bào)2月10日的發(fā)布會(huì)中表示。在列舉目前GPU計(jì)算平臺(tái)正在人工智能、云計(jì)算、游戲和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域快速展開(kāi)應(yīng)用的同時(shí)，黃仁勛表示，在未來(lái)數(shù)年間，深度學(xué)習(xí)將會(huì)成為計(jì)算機(jī)計(jì)算的一種基礎(chǔ)性的核心工具。

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