玄鐵筑基 含光入道：阿里AI芯片三劍齊至的背后

7月25日“玄鐵”落地；8月29日“無(wú)劍”出鞘；9月25日，“含光”驚現(xiàn)。

“在全球芯片領(lǐng)域，阿里巴巴是一個(gè)新人，玄鐵和含光800是平頭哥的萬(wàn)里長(zhǎng)征第一步，我們還有很長(zhǎng)的路要走?！?5日的云棲大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，達(dá)摩院院長(zhǎng)張建鋒手持含光800AI芯片鄭重說(shuō)到。

去年的云棲大會(huì)上，阿里巴巴旗下“平頭哥半導(dǎo)體有限公司”亮相，一年多時(shí)間埋頭磨礪后，平頭哥在90天內(nèi)接連發(fā)布了三款芯片系列產(chǎn)品。從7月底的“玄鐵”到近日的“含光”，阿里的芯片戰(zhàn)略版圖也逐漸浮出水面。

“玄鐵910”重在芯片基礎(chǔ)單元處理器IP，“無(wú)劍”意在SoC開(kāi)放設(shè)計(jì)平臺(tái)，而含光800劍指云端AI芯片算力輸出。在懂懂看來(lái)，這種不賣芯片的造芯之路，應(yīng)該是“平頭哥模式”對(duì)技術(shù)和商業(yè)發(fā)展路徑的抉擇。

從含光的命名來(lái)看，作為上古三大神劍之一，其特質(zhì)是無(wú)痕無(wú)跡?！读凶?湯問(wèn)》中所述，含光視不可見(jiàn)，泯然無(wú)際，經(jīng)物而物不覺(jué)。可以說(shuō)，從玄鐵到無(wú)劍再到含光，蘊(yùn)含的是遵循規(guī)律、啟承大道的內(nèi)涵。而在AI、云計(jì)算、芯片研發(fā)乃至AIoT時(shí)代的發(fā)展進(jìn)程中，阿里希望探索的道又是什么？

1、從重劍無(wú)鋒到含光入道

“含光 800 主要通過(guò)阿里云對(duì)外輸出云端 AI的 算力，更多的企業(yè)可以通過(guò)阿里云獲取含光 800 的算力?；诤?800 的阿里云性價(jià)比提升了100%。”對(duì)于含光 800的價(jià)值，張建鋒如是說(shuō)。

正如阿里方面所強(qiáng)調(diào)的，含光800并不會(huì)專門用于出售，而是通過(guò)阿里AI云服務(wù)輸出算力，與購(gòu)買云計(jì)算服務(wù)異曲同工。目前，阿里已經(jīng)完成了芯片設(shè)計(jì)鏈路的全覆蓋：“玄鐵910”幫助企業(yè)設(shè)計(jì)制造高性能端上芯片，無(wú)劍SoC平臺(tái)助力企業(yè)降低芯片設(shè)計(jì)門檻，含光800發(fā)力AI云端算力的輸出。

目前，平頭哥的端云一體全棧產(chǎn)品系列已經(jīng)初步成型，而其涵蓋處理器IP、一站式芯片設(shè)計(jì)平臺(tái)和AI芯片的服務(wù)能力，究竟會(huì)幫到哪些企業(yè)，又將如何幫助他們？

“AI無(wú)處不在，不只在云上，還有終端。在端上面的AI需求以每年40%的復(fù)合率在增長(zhǎng)，所以端上AI也非常重要。阿里AI的能力可以用于云上，也可以推到端上，所以叫做端云一體，這是從云上到端上的整體布局?！鞍⒗锇桶图瘓F(tuán)副總裁、平頭哥半導(dǎo)體公司總經(jīng)理戚肖寧在采訪中首先解釋了端云一體化的概念。

戚肖寧介紹，平頭哥在兩個(gè)月前發(fā)布了玄鐵CPU系列，可以幫助開(kāi)發(fā)者開(kāi)展芯片原型設(shè)計(jì)架構(gòu)的創(chuàng)新。而上個(gè)月底在上海發(fā)布的無(wú)劍SoC平臺(tái)，則可以助力企業(yè)大幅提升芯片設(shè)計(jì)的進(jìn)程。

“所謂開(kāi)放平臺(tái)，指的是對(duì)特定領(lǐng)域的SoC已經(jīng)做好了80%的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備，因此當(dāng)用戶客戶面對(duì)完善的基礎(chǔ)單元處理器IP以及開(kāi)放式設(shè)計(jì)平臺(tái)時(shí)，只要做好定制化設(shè)計(jì)需求，就可以研制出符合自身領(lǐng)域需要的芯片產(chǎn)品。這樣可以幫助企業(yè)大幅減少開(kāi)發(fā)周期、降低研發(fā)成本?！蹦壳岸嗽埔惑w芯片是平頭哥的主要方向，終端玄鐵處理器可以與云端的含光800芯片進(jìn)行協(xié)同。

除了滿足上述的需求，對(duì)于有云端算力需求的用戶，則要依靠含光800來(lái)大展拳腳，“在端上我們的布局是建立一個(gè)完整對(duì)的生態(tài)，幫助用戶更快更好的上云，而要釋放普惠的算力，則需要有一個(gè)強(qiáng)大的AI算力來(lái)做支撐?！逼菪帍?qiáng)調(diào)。

從阿里方面提供的數(shù)據(jù)來(lái)看，作為全球最強(qiáng)AI芯片，含光800在業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的ResNet-50測(cè)試中，推理性能達(dá)到78563 IPS，比目前業(yè)界最好的AI芯片性能高出4倍；能效比500 IPS/W，是第二名的3.3倍。戚肖寧介紹，含光800系列從技術(shù)上來(lái)說(shuō)屬于視覺(jué)類芯片，其強(qiáng)大功能主要提現(xiàn)在視覺(jué)上面，“你可以看到的分類如檢索分類，在自動(dòng)駕駛方面的目標(biāo)檢測(cè)，還有分割處理，以及淘寶很多的檢索應(yīng)用場(chǎng)景等等?！?/p>

戚肖寧強(qiáng)調(diào)，這種強(qiáng)大的算力突破得益于軟硬件的協(xié)同創(chuàng)新，通過(guò)部署在云端，含光800的算力將會(huì)幫助到更多的用戶，使得阿里云的能力更加普惠，讓更多人都能夠使用到這種能力。

讓更多的人能夠用到，正是“普惠芯片”的理念之一。

2、普惠芯片“惠及”何方？

早在2018年4月，阿里全資收購(gòu)中天微公司時(shí)馬云就曾經(jīng)對(duì)外提及“普惠芯片”的思路，“我們相信芯片行業(yè)正在改變，所以我們需要廉價(jià)的芯片、有效的芯片、普惠性的芯片，它可以被應(yīng)用在任何領(lǐng)域?！彼谝淮窝葜v中著重強(qiáng)調(diào)了一點(diǎn)：阿里巴巴做芯片不是為了競(jìng)爭(zhēng)，它是普惠性的，任何人任何地點(diǎn)任何時(shí)候都可以獲取。

平頭哥成立一年多來(lái)，沒(méi)有采取傳統(tǒng)芯片研發(fā)制造企業(yè)的傳統(tǒng)思路—;—;通過(guò)橫向擴(kuò)展產(chǎn)品線，覆蓋低端到高端芯片產(chǎn)品線去“造芯賣芯”。實(shí)際上，平頭哥采取的是從基礎(chǔ)IP、（開(kāi)放）芯片設(shè)計(jì)平臺(tái)能力，到云端AI芯片算力輸出的模式，這樣的技術(shù)路徑和發(fā)展思路主要基于什么樣的原因和目的？

“我們對(duì)于AI的頂層設(shè)計(jì)，就是推動(dòng)AI落地，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的價(jià)值，而要實(shí)現(xiàn)這個(gè)頂層設(shè)計(jì)，就要不斷地細(xì)分我們每個(gè)部門的分工。”阿里云副總裁、產(chǎn)品與解決方案管理部總經(jīng)理馬勁介紹，阿里巴巴的AI每天調(diào)用次數(shù)超過(guò)了一萬(wàn)億次，每天在處理的圖像超過(guò)10億張，處理的視頻超過(guò)120萬(wàn)小時(shí)，語(yǔ)音超過(guò)55萬(wàn)小時(shí)，自然語(yǔ)言超過(guò)5千億句?！斑@是我們服務(wù)全球十億用戶所積累下來(lái)的數(shù)據(jù)，我們是不知不覺(jué)中一步一步成為了最大的AI企業(yè)?！?/p>

如今，這種AI能力要通過(guò)云計(jì)算、芯片、AI和算法等等手段，輸出到有更多需求的企業(yè)手中。這里面就涉及到了馬勁所提及的“分工”，據(jù)他介紹，在實(shí)際分工運(yùn)作中，最下面的一層是阿里的云計(jì)算、邊緣計(jì)算、設(shè)備（AI芯片）等基礎(chǔ)設(shè)施層，上面一層則是平臺(tái)層，面向開(kāi)發(fā)者提供各種開(kāi)發(fā)工具、云端資源和不同的計(jì)算能力。

“在開(kāi)發(fā)平臺(tái)的上面，則是AI服務(wù)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，這兩層是密不可分的。我們把視頻的算法、文字的算法、語(yǔ)音的算法、分析的算法、自動(dòng)駕駛的算法訓(xùn)練出來(lái)，變成原子化的服務(wù)，可以在產(chǎn)業(yè)實(shí)踐當(dāng)中快速組合成新的應(yīng)用?！瘪R勁強(qiáng)調(diào)，在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面，達(dá)摩院的科學(xué)家一方面在強(qiáng)化阿里巴巴自身的應(yīng)用場(chǎng)景，另一方面則是和不同行業(yè)的客戶一起，解決問(wèn)題、創(chuàng)造新的能力。“我們內(nèi)部和外部的產(chǎn)業(yè)之間，都希望相互交織融合，目標(biāo)就是推動(dòng)AI落地，實(shí)現(xiàn)更大的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。”

顯然，平頭哥的目標(biāo)是打造面向家電、汽車以及更多行業(yè)的芯片設(shè)計(jì)平臺(tái)及芯片設(shè)計(jì)能力，同時(shí)輸入出云端的AI算力，而非單純的設(shè)計(jì)芯片、銷售芯片產(chǎn)品。從這個(gè)角度來(lái)看，其與英特爾、英偉達(dá)等芯片大廠有著完全不同的發(fā)展思路。

在內(nèi)部而言，“含光800”芯片會(huì)部署到阿里云的數(shù)據(jù)中心、邊緣服務(wù)器上面，為阿里巴巴集團(tuán)內(nèi)部場(chǎng)景提供技術(shù)支撐；對(duì)外而言，目前阿里云的客戶除了可以高效、低成本的研發(fā)AI芯片，還可以通過(guò)云計(jì)算獲取AI算力的強(qiáng)大支持，加速業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

觀察平頭哥的端云一體化，可以看到在端側(cè)其擁有7款自研嵌入式CPU IP核，授權(quán)客戶已經(jīng)達(dá)到上百家（銷售規(guī)模超過(guò)十億顆），在機(jī)器視覺(jué)、工業(yè)控制、車載終端、移動(dòng)通信和信息安全等領(lǐng)域都開(kāi)始了廣泛應(yīng)用；同時(shí)，玄鐵處理器以及無(wú)劍SoC平臺(tái)已經(jīng)服務(wù)于人工智能企業(yè)云天勵(lì)飛、芯片企業(yè)炬芯科技等客戶，并在越來(lái)越多的行業(yè)用戶及開(kāi)發(fā)者群體中得到了認(rèn)可。而含光800的算力，未來(lái)更會(huì)在阿里云原有的電子政務(wù)、城市大腦、智慧城市、智慧醫(yī)療等領(lǐng)域得以充分釋放。

3、AIoT時(shí)代需要“芯”玩法

目前平頭哥在端云一體化的芯片生態(tài)建設(shè)方面，已經(jīng)取得了階段性成果，但是從行業(yè)發(fā)展規(guī)律來(lái)看，這或許仍是萬(wàn)里長(zhǎng)征的第一步。

從平頭哥官方公布的信息可以得知，未來(lái)其在芯片產(chǎn)品形態(tài)方面還會(huì)有進(jìn)一步完善舉措，包括云上AI訓(xùn)練芯片和端上的AI推理芯片。據(jù)悉，平頭哥目前正在研發(fā)用于阿里云神龍服務(wù)器的SoC專用芯片，以滿足更多場(chǎng)景的算力需求。

除了上述產(chǎn)品形態(tài)的進(jìn)一步完善，平頭在AI芯片領(lǐng)域也將面臨眾多挑戰(zhàn)。當(dāng)前，全球科技巨頭都在積極布局AI，其中谷歌、亞馬遜、蘋(píng)果、微軟、Facebook都在抓緊研發(fā)AI芯片，原因很簡(jiǎn)單：這些巨頭都擁有大量的數(shù)據(jù)以及豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，通過(guò)自主研發(fā)AI芯片，他們可以在更多的應(yīng)用方面提升更高的效率。

在5G和AIoT逐漸普及的大趨勢(shì)下，這種緊迫感尤為明顯，不僅是對(duì)阿里，對(duì)所有行業(yè)用戶都是如此。

在懂懂看來(lái)，在AIoT時(shí)代，企業(yè)面對(duì)的將是全球數(shù)十億甚至上百億臺(tái)智能終端設(shè)備，以及海量且復(fù)雜的AIoT應(yīng)用場(chǎng)景，這些場(chǎng)景需要新的計(jì)算架構(gòu)，需要安全、在線和智能等新的特性，所有置身于AIoT環(huán)境下的芯片都面臨升級(jí)，這無(wú)疑會(huì)在芯片行業(yè)引起一波全新的技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)浪潮。

更重要的是，AIoT市場(chǎng)具有強(qiáng)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)和場(chǎng)景碎片化等特點(diǎn)，如果芯片公司按照傳統(tǒng)的方式設(shè)計(jì)芯片，顯然無(wú)法適應(yīng)未來(lái)市場(chǎng)的需求。從這個(gè)角度來(lái)看，平頭哥希望通過(guò)端云一體芯片生態(tài)為各行業(yè)提供普惠算力，是一種獨(dú)特且必然的發(fā)展路徑。

“未來(lái)二十年企業(yè)所需要的80%的信息都會(huì)來(lái)自于智能設(shè)備在物理世界的感知和認(rèn)知，未來(lái)80%的企業(yè)都需要有一個(gè)自己的AIoT的平臺(tái)?！卑⒗镌浦悄墚a(chǎn)品管理部總經(jīng)理何云飛強(qiáng)調(diào)，這是企業(yè)邁向AIoT時(shí)代的真正關(guān)鍵特征表現(xiàn)，也是智能社會(huì)真正將物理世界在線化、數(shù)字化、智能化的過(guò)程。

何云飛指出，阿里巴巴在設(shè)備智能化以及應(yīng)用智能化這兩側(cè)分別提供了AIoT操作系統(tǒng)以及邊緣計(jì)算能力，在云端提供智聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)以及AI一站式應(yīng)用開(kāi)發(fā)能力?！敖Y(jié)合阿里巴巴的網(wǎng)絡(luò)能力、安全能力，將會(huì)形成一個(gè)全面聚焦AIoT的整體基礎(chǔ)設(shè)施，加速企業(yè)進(jìn)入AIoT時(shí)代?！憋@然，所有基礎(chǔ)設(shè)施中的關(guān)鍵一環(huán)，必然是在芯片層面，尤包括以含光800為代表的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片。

同樣，全球科技巨頭都在分秒必爭(zhēng)，于AI芯片市場(chǎng)發(fā)力搶跑。2017年谷歌正式發(fā)布的第二代TPU處理器，已經(jīng)大幅提升了機(jī)器學(xué)習(xí)和推理方面的能力；蘋(píng)果主打低功耗優(yōu)化和機(jī)器學(xué)習(xí)的A13 芯片目前已經(jīng)亮相，并可以實(shí)現(xiàn)每秒1萬(wàn)億次的計(jì)算能力；與此同時(shí)，微軟為下一代HoloLens研發(fā)的AI芯片，亞馬遜為搭載Alexa 硬件產(chǎn)品研發(fā)的AI芯片也都在不斷推進(jìn)。

面對(duì)行業(yè)的需求變化以及市場(chǎng)的挑戰(zhàn)，阿里的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)芯片、AI和云計(jì)算進(jìn)行深度融合、協(xié)調(diào)發(fā)展。未來(lái)將人工智能算法集成到芯片，用集成算法的專用芯片為云服務(wù)提供更強(qiáng)性能，通過(guò)云計(jì)算的普及加速人工智能應(yīng)用的大規(guī)模落地，正是平頭哥看準(zhǔn)的方向。

AIoT時(shí)代的挑戰(zhàn)，是全行業(yè)共同的課題，也是阿里巴巴的重要課題。作為橫跨電商、金融、物流、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、全球化等場(chǎng)景的重要經(jīng)濟(jì)體，以及擁有世界上最挑戰(zhàn)、最豐富計(jì)算場(chǎng)景、網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景、機(jī)器學(xué)習(xí)場(chǎng)景的AI企業(yè)，阿里巴巴在芯片關(guān)鍵領(lǐng)域進(jìn)行基礎(chǔ)性技術(shù)的研究投入，既是責(zé)任擔(dān)當(dāng)，也是面對(duì)生存發(fā)展規(guī)律的勇敢抉擇。

大道之理在于遵規(guī)律、順自然，由玄鐵至含光的思路，到端云一體化的產(chǎn)品形態(tài)，可以看出阿里在AIoT時(shí)代已經(jīng)窺得大道之門徑。