雙“劍”合璧，看英特爾如何駕馭AI算力大潮

從4004誕生直至移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)興起，過去幾十年來，更快速、更多功能、綜合實(shí)力更強(qiáng)大的通用芯片都發(fā)揮著推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引擎驅(qū)動(dòng)作用。于是我們看到，英特爾、高通等一批擁有強(qiáng)大通用計(jì)算芯片研發(fā)能力的企業(yè)在PC、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)浪潮下崛起。然而面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)、AI大潮奔涌而來，數(shù)據(jù)洪流和復(fù)雜場(chǎng)景所帶來的變化反復(fù)沖擊現(xiàn)有芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局，不得不讓芯片領(lǐng)導(dǎo)者們重新思考應(yīng)對(duì)之策。

通用性芯片和專用性芯片，到底誰才是AI時(shí)代的“關(guān)鍵鑰匙”？

小孩子才做選擇，而英特爾選擇全都要！

與大多數(shù)芯片企業(yè)各有側(cè)重點(diǎn)不同，經(jīng)過多年的行業(yè)深耕、技術(shù)沉淀和創(chuàng)新引領(lǐng)，英特爾認(rèn)為AI計(jì)算的場(chǎng)景廣闊，計(jì)算方式多變，這無疑將對(duì)現(xiàn)有計(jì)算形式提出顛覆性的新挑戰(zhàn)。所以，英特爾致力于通過一系列跨計(jì)算的CPU、FPGA、GPU、VPU以及專用的AI加速器來為人工智能提供技術(shù)基礎(chǔ)，把人工智能注入到我們所打造的所有產(chǎn)品當(dāng)中。英特爾不僅擁有云、AI、大數(shù)據(jù)、5G等多種服務(wù)，同時(shí)也在發(fā)展未來AI芯片技術(shù)路線上也采取了通用性和專用性并舉的“雙擎”戰(zhàn)略。

英特爾正打造AI通用性技術(shù)矩陣

在過去的3年里，伴隨著游戲行業(yè)、自動(dòng)駕駛的春風(fēng)，GPU在相對(duì)集中的AI圖形渲染、AI可視化應(yīng)用場(chǎng)景中的價(jià)值得到顯現(xiàn)，NVIDIA也水漲船高成為了以GPU為核心技術(shù)路線的頭部AI芯片廠商，這從客觀上充分說明了，芯片對(duì)于AI產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重中之重的位置。

不過即便如此，GPU的應(yīng)用還是相對(duì)有限，而AI產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路線是廣闊的，隨著5G、智慧城市、萬物互聯(lián)概念的延展，僅依靠專用芯片、專門場(chǎng)景是不足以解決全部問題的。正是基于這層思考，近年來英特爾在已有CPU技術(shù)積累的基礎(chǔ)上大力發(fā)展GPU、IPU、oneAPI平臺(tái)、Foveros 3D堆疊等等創(chuàng)新技術(shù)，甚至能用開放的心態(tài)與臺(tái)積電達(dá)成代工合作。這背后皆因?yàn)橛⑻貭柌粷M足于僅提供通用性芯片，英特爾希望做的是面向未來，依靠芯片和軟件技術(shù)形成AI技術(shù)矩陣，形成平臺(tái)化的綜合解決方案庫，為5G、AI、云、大數(shù)據(jù)、智慧城市、萬物互聯(lián)提供全方位的綜合解決方案。

英特爾Ponte Vecchio SoC

就在剛剛過去的8月19日英特爾架構(gòu)日上，英特爾公司高級(jí)副總裁兼加速計(jì)算系統(tǒng)和圖形事業(yè)部總經(jīng)理Raja Koduri攜手多位英特爾架構(gòu)師，全面介紹了英特爾重大技術(shù)架構(gòu)的改變和創(chuàng)新，包括兩種全新x86內(nèi)核架構(gòu)的詳情；英特爾首個(gè)性能混合架構(gòu)，代號(hào)“Alder Lake”，以及智能的英特爾硬件線程調(diào)度器；專為數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)的下一代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器Sapphire Rapids；基礎(chǔ)設(shè)施處理器（IPU）；即將推出的顯卡架構(gòu)，包括 Xe HPG 微架構(gòu)和 Xe HPC 微架構(gòu)，以及 Alchemist SoC, Ponte Vecchio SoC，這就同時(shí)囊括了CPU、GPU和IPU在內(nèi)的多種技術(shù)產(chǎn)品。

其中基于Xe HPC微架構(gòu)的Ponte Vecchio被冠以迄今為止最復(fù)雜的SoC的頭銜。它擁有1000億顆晶體管，47個(gè)單元（Tiles），且各個(gè)單元可能基于英特爾或臺(tái)積電不同晶圓制造廠不同工藝生產(chǎn)制造，并通過英特爾Foveros 3D技術(shù)封裝在一起。能夠提供領(lǐng)先業(yè)界的每秒浮點(diǎn)云算能力和計(jì)算密度。正如Raja Koduri，在英特爾架構(gòu)日上所表達(dá)的那樣，這些新架構(gòu)將為即將推出的高性能產(chǎn)品注入動(dòng)力，并為英特爾的下一個(gè)創(chuàng)新時(shí)代奠定基礎(chǔ)，以滿足世界對(duì)高計(jì)算能力日益增長(zhǎng)的需求。

邊緣計(jì)算場(chǎng)景讓專用性芯片創(chuàng)新多維發(fā)展

AI所代表的是我們未來的生活方式，未來的商業(yè)、未來的醫(yī)療、未來的智能城市?？梢韵胂笪磥鞟I所演化出來的場(chǎng)景將會(huì)非常非常復(fù)雜和多樣。如果說AI通用性技術(shù)和解決方案平臺(tái)搭建依然是巨頭們所主導(dǎo)和引領(lǐng)的，那么位于AI場(chǎng)景中那些或者高效并發(fā)，或者細(xì)分領(lǐng)域的邊緣計(jì)算場(chǎng)景則給了其他芯片廠商和廣大初創(chuàng)企業(yè)們以巨大機(jī)會(huì)。因?yàn)椴豢赡芩型ㄓ眯酒a(chǎn)品都能做到全面且高效，所有總要有針對(duì)邊緣計(jì)算場(chǎng)景突出重圍的佼佼者。

在這個(gè)萬物互聯(lián)的AI時(shí)代，爆發(fā)式的各類海量數(shù)據(jù)對(duì)于以網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)架構(gòu)并不友好，圍繞數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)返回執(zhí)行鏈條上回額外消耗更多的時(shí)間，導(dǎo)致不必要的運(yùn)算延遲。所以在許多邊緣計(jì)算的AI細(xì)分場(chǎng)景中，針對(duì)“存儲(chǔ)優(yōu)先”這一思路所做的架構(gòu)設(shè)計(jì)模式是一個(gè)相當(dāng)不錯(cuò)的創(chuàng)新方向。

SambaNova，初創(chuàng)AI企業(yè)中的佼佼者，獨(dú)角獸。由于看到了可重構(gòu)數(shù)據(jù)流的處理系統(tǒng)這一發(fā)展趨勢(shì)，SambaNova基于內(nèi)存可重構(gòu)數(shù)據(jù)流技術(shù)做出的芯片在基準(zhǔn)測(cè)試中甚至獲得了比NVIDIA A100更好的表現(xiàn)。再比如加拿大初創(chuàng)公司Untether AI，通過電子內(nèi)存計(jì)算技術(shù)，研發(fā)出能提高移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸速度1000倍的全新芯片架構(gòu)。國(guó)內(nèi)的探境科技，也早在2019年就開展了存儲(chǔ)優(yōu)先架構(gòu)的設(shè)計(jì)研發(fā)，芯片應(yīng)用于自動(dòng)駕駛領(lǐng)域可在識(shí)別距離、響應(yīng)時(shí)間、能耗水平等多方面獲得明顯優(yōu)勢(shì)?？梢哉f在專用性芯片領(lǐng)域，中國(guó)創(chuàng)新同樣站在世界前沿。

為了能夠更好的掌握架構(gòu)創(chuàng)新路線軌跡，把握這個(gè)高度離散的專用芯片創(chuàng)新研發(fā)脈搏，英特爾近幾年來不斷加大對(duì)于AI領(lǐng)域的投資和投入，幾年前英特爾為了快速切入自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，收購了mobileye，去年英特爾斥資20億美元收購Habana Lab，用直接購買的方式快速迭代了自家的Nervana，就是為了細(xì)分領(lǐng)域搶發(fā)展先機(jī)。而上文提到過的SambaNova、Untether AI也都無一例外收到來自英特爾的投資。作為AI行業(yè)深耕多年的領(lǐng)袖，英特爾在專用芯片創(chuàng)新的布局上深入且廣泛。

小結(jié)

毫無疑問，對(duì)于英特爾來說，在現(xiàn)有的AI發(fā)展格局上，最好的方式就是采用通用性與專用性結(jié)合的“雙擎”戰(zhàn)略。除了繼續(xù)保持自身平臺(tái)化、統(tǒng)一化的解決方案技術(shù)矩陣，還能時(shí)刻保持對(duì)行業(yè)的敏銳觀察，緊跟隨時(shí)可能出現(xiàn)的AI熱點(diǎn)。過去幾年里，不管是消費(fèi)者還是投資客似乎只關(guān)注到了繁榮業(yè)績(jī)下更顯輝煌奪目的NVIDIA，卻忽視了默默深耕的英特爾。捋順過去幾年的發(fā)展就不難發(fā)現(xiàn)，那個(gè)年過半百的半導(dǎo)體巨人，如今依然鮮活。

根據(jù)英特爾預(yù)測(cè)，截至2024年，AI芯片市場(chǎng)的規(guī)模將超過250億美元。人工智能和數(shù)據(jù)分析是未來10年起決定作用的工作負(fù)載，是關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折性技術(shù)，是和云、5G驅(qū)動(dòng)的連接、智能邊緣并列的改變世界的“超級(jí)力量”之一。相信在接下來一段時(shí)間，英特爾將在AI領(lǐng)域繼續(xù)保持激進(jìn)的創(chuàng)新和投資節(jié)奏，為下一個(gè)創(chuàng)新時(shí)代奠定深厚基礎(chǔ)。