【蘋果、英特爾、英偉達(dá)三大巨頭決戰(zhàn)AI芯片之巔，英特爾又如何進(jìn)一步加碼芯片事業(yè)？】近日，在有著103年歷史的舊金山藝術(shù)宮中，英特爾的新晉科技大會(huì)——人工智能開(kāi)發(fā)者大會(huì)（簡(jiǎn)稱“AIDC”）如期而至。這一次，英特爾聚焦于拓寬人工智能生態(tài)。

在羅馬式建筑和科技感的AI場(chǎng)景間之間，英特爾的AI掌舵者NaveenRao侃侃而談?dòng)⑻貭柕娜斯ぶ悄苘浻布M合，而最重磅的信息莫過(guò)于Nervana神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片的發(fā)布預(yù)告，按照規(guī)劃，英特爾最新的AI芯片NervanaNNPL-1000，將在2019年正式推向市場(chǎng)，這也是英特爾第一個(gè)商用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器產(chǎn)品。

兩年前，NaveenRao還是深度學(xué)習(xí)初創(chuàng)公司NervanaSystems的首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人。在公司被英特爾收購(gòu)后，Nervana成為了英特爾人工智能的核心戰(zhàn)艦，NervanaNNP系列也應(yīng)運(yùn)而生，NaveenRao則被任命為人工智能產(chǎn)品事業(yè)部的總負(fù)責(zé)人。

英特爾人工智能產(chǎn)品事業(yè)部副總裁、Nervana團(tuán)隊(duì)成員CareyKloss在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者專訪時(shí)談道：“我們創(chuàng)業(yè)初期就開(kāi)始研發(fā)LakeCrest（NervanaNNP系列初代芯片代號(hào)）。當(dāng)時(shí)我們整個(gè)團(tuán)隊(duì)大概45人，正在構(gòu)建一個(gè)最大的Die（硅芯片），我們開(kāi)發(fā)了Neon（深度學(xué)習(xí)軟件），還構(gòu)建了云棧，這些都是小團(tuán)隊(duì)所完成的。但是這也是挑戰(zhàn)所在，小團(tuán)隊(duì)成長(zhǎng)會(huì)有陣痛，我們花了很長(zhǎng)時(shí)間才把第一批產(chǎn)品拿出來(lái)，Nervana在2014年成立，直到去年芯片才真正問(wèn)世。”

不過(guò)，加入英特爾后，Nervana可以使用英特爾的各類資源，“當(dāng)然，調(diào)用資源并不是一件容易的事情，但是英特爾在產(chǎn)品的市場(chǎng)化方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，英特爾有迄今為止我見(jiàn)過(guò)的最佳的后硅培養(yǎng)（post-siliconbring-up）和架構(gòu)分析?！盋areyKloss告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者，“出品芯片方面，我們有數(shù)百個(gè)系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，Nervana的員工和6個(gè)月前剛加入的成員也都為了新品夜以繼日地協(xié)同工作?！痹谒磥?lái)，Nervana現(xiàn)在處于合理的節(jié)奏中，已經(jīng)具備了明年取得成功的所有要素。

除了Nervana，英特爾收購(gòu)的人工智能旗艦企業(yè)還包括專注視覺(jué)處理的Movidius、FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）巨頭Altera、智能駕駛相關(guān)的Mobileye等。事實(shí)上，從2011年開(kāi)始，英特爾就開(kāi)始不斷地投資人工智能相關(guān)的公司，其中也包括了中國(guó)的寒武紀(jì)、地平線。

與此同時(shí)，英特爾的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也在日益壯大。英偉達(dá)的GPU在人工智能領(lǐng)域高歌猛進(jìn)；谷歌前不久發(fā)布了第三代AI芯片TPU，該芯片針對(duì)谷歌的深度學(xué)習(xí)架構(gòu)TensorFlow進(jìn)行了優(yōu)化，并且谷歌對(duì)開(kāi)發(fā)者提供了TPU等底層服務(wù)；去年，百度聯(lián)合ARM、紫光展銳和漢楓電子發(fā)布DuerOS智慧芯片，主要提供語(yǔ)音交互解決方案；Facebook和阿里巴巴也紛紛進(jìn)軍芯片領(lǐng)域，其中，阿里巴巴達(dá)摩院正在研發(fā)名為Ali-NPU的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片，主要用于圖像、視頻識(shí)別以及云計(jì)算等場(chǎng)景。

在這場(chǎng)人工智能芯片的“遭遇戰(zhàn)”中，英特爾又將如何應(yīng)對(duì)？

三大派系爭(zhēng)霸

從整體來(lái)看，目前全球人工智能的格局尚未明朗，屬于各自做技術(shù)探索的局部戰(zhàn)，尚未進(jìn)入群雄逐鹿的總體戰(zhàn)。人工智能是一個(gè)籠統(tǒng)的概念，具體的應(yīng)用場(chǎng)景差異頗大，各家公司側(cè)重點(diǎn)有所不同，若根據(jù)技術(shù)和業(yè)務(wù)流派進(jìn)行分類，可以將全球公司分為三個(gè)派系。

其一是系統(tǒng)應(yīng)用派，最典型的代表是谷歌和Facebook。他們不僅開(kāi)發(fā)人工智能的系統(tǒng)級(jí)框架，比如谷歌出名的人工智能框架Tensorflow、Facebook的Pytorch，而且還大規(guī)模地投入應(yīng)用。例如，谷歌斥重金研發(fā)自動(dòng)駕駛，推出翻譯等2C業(yè)務(wù)。而Facebook也將人工智能技術(shù)廣泛應(yīng)用在社交網(wǎng)絡(luò)中的圖像處理，自然語(yǔ)言處理等諸多領(lǐng)域。

第二類是芯片派，目前主要是提供算力支持，最大的玩家就是英特爾和英偉達(dá)。英偉達(dá)的GPU抓住了計(jì)算設(shè)備需求的關(guān)鍵時(shí)機(jī)，在圖形渲染、人工智能和區(qū)塊鏈領(lǐng)域的計(jì)算表現(xiàn)十分突出，在這些業(yè)務(wù)方面也給英特爾帶來(lái)壓力。同時(shí)英偉達(dá)似乎和英特爾的“IntelInside”不同，它更希望成為真正的算力平臺(tái)，并且成功推出了自己的CUDA平臺(tái)。

就在5月30日，英偉達(dá)發(fā)布了全球首個(gè)融合人工智能和高性能計(jì)算的計(jì)算平臺(tái)——HGX-2，這也是目前最大的GPU——DGX-2背后的計(jì)算平臺(tái)。

作為傳統(tǒng)算力領(lǐng)域的老大英特爾自然不甘示弱，50年的企業(yè)頗有老驥伏櫪的意味，近年來(lái)在人工智能領(lǐng)域頻頻發(fā)起重磅并購(gòu)：2015年167億美元收購(gòu)“現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列巨頭”（FieldProgrammableGateArray，F(xiàn)PGA）Altera，為未來(lái)算力的發(fā)展趨勢(shì)奠定基礎(chǔ)，F(xiàn)PGA在云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算等方面有很大的潛力；2016年英特爾收購(gòu)Nervana，計(jì)劃用這家公司在深度學(xué)習(xí)方面的能力來(lái)對(duì)抗GPU；同年還收購(gòu)了視覺(jué)處理芯片初創(chuàng)公司Movidius；2017年英特爾以153億美元收購(gòu)以色列協(xié)助駕駛公司Mobileye，旨在進(jìn)軍自動(dòng)駕駛領(lǐng)域。

在系統(tǒng)應(yīng)用派和芯片派之外，第三類是技術(shù)應(yīng)用派，剩下的大部分公司都屬于這一類型。雖然不同的公司都聲稱自己在深度學(xué)習(xí)、人工智能領(lǐng)域有著深厚甚至獨(dú)特的技術(shù)積累，但實(shí)際上大多是基于系統(tǒng)應(yīng)用派和芯片派的技術(shù)平臺(tái)。只不過(guò)技術(shù)應(yīng)用派更多的面向C端用戶，包括自動(dòng)駕駛、圖像識(shí)別、企業(yè)級(jí)應(yīng)用等?？陀^上說(shuō)，技術(shù)應(yīng)用派屬于“君子善假于物也”。

從目前的競(jìng)爭(zhēng)格局上來(lái)看，系統(tǒng)應(yīng)用派已經(jīng)逐漸占據(jù)了整體優(yōu)勢(shì)，在人工智能領(lǐng)域具備了最核心的競(jìng)爭(zhēng)力。在傳統(tǒng)的電腦和手機(jī)時(shí)代，系統(tǒng)和芯片更多是合作關(guān)系，芯片甚至更加占據(jù)主導(dǎo)地位。具體來(lái)看，比如在電腦市場(chǎng)上，英特爾在算力領(lǐng)域完全制霸，橫跨PC和蘋果的MAC機(jī)。而系統(tǒng)方面，Windows和iOS各有千秋，無(wú)法代替對(duì)方，但他們共同的英特爾卻無(wú)法代替。到了手機(jī)時(shí)代，雖然算力的主角從英特爾變?yōu)榱烁咄?，但是芯片依然處于核心的地位，其重要性和操作系統(tǒng)平分秋色。

而最近1-2年，形勢(shì)變化很快，蘋果放出要自己研發(fā)和生產(chǎn)MAC芯片的口風(fēng)，英特爾股價(jià)一度聞風(fēng)下跌。在人工智能領(lǐng)域，這樣的趨勢(shì)更加明顯，由于計(jì)算場(chǎng)景的需求差異化極大，谷歌根據(jù)自己的需要研發(fā)成熟的芯片變得必要，技術(shù)上也更可行。英特爾如果要為不同的場(chǎng)景定制芯片，意味著英特爾將全面轉(zhuǎn)入2B領(lǐng)域，和之前的2B2C模式相比，純2B的業(yè)務(wù)顯然會(huì)更像乙方，業(yè)務(wù)線的復(fù)雜度會(huì)急劇增長(zhǎng)。而歷史上來(lái)看，一家公司從2C轉(zhuǎn)向2B總體來(lái)看往往都是因?yàn)槭チ嗽谛袠I(yè)中的核心統(tǒng)治地位而不得不退而求次。

押寶NervanaNNP

那么，在激烈競(jìng)爭(zhēng)中，英特爾又如何進(jìn)一步加碼芯片事業(yè)？

NaveenRao加入了英特爾后，成為英特爾副總裁、AI事業(yè)部（AIPG）負(fù)責(zé)人，主導(dǎo)推出英特爾神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器（NervanaNNP）系列芯片。這次在AIDC大會(huì)上提出為開(kāi)發(fā)者提供軟件工具、硬件、生態(tài)。在業(yè)內(nèi)看來(lái)，以英特爾的技術(shù)實(shí)力，軟件工具和硬件并不成問(wèn)題，但是生態(tài)卻有待商榷。在PC時(shí)代，生態(tài)的核心是芯片，因此圍繞芯片構(gòu)建生態(tài)就可以令英特爾固若金湯，但是在人工智能時(shí)代，人工智能系統(tǒng)才是生態(tài)的核心，提供算力的芯片是生態(tài)的一部分，CPU可以提供算力，GPU也可以提供，英特爾可以生產(chǎn)，英偉達(dá)也可以生產(chǎn)，甚至谷歌、蘋果自己也可以生產(chǎn)。

目前在數(shù)據(jù)科學(xué)和深度學(xué)習(xí)計(jì)算領(lǐng)域，英特爾的芯片布局主要有Xeon（至強(qiáng)）芯片系列、Movidius的視覺(jué)芯片VPU、NervanaNNP系列、以及FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）。這幾條產(chǎn)品線分別對(duì)應(yīng)幾個(gè)不同的細(xì)分應(yīng)用場(chǎng)景。

NervanaNNP系列則是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器，在深度學(xué)習(xí)的訓(xùn)練和推斷階段中，NervanaNNP主要針對(duì)訓(xùn)練階段的計(jì)算，按照英特爾的計(jì)劃，到2020年要將深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練（DeepLearning，簡(jiǎn)稱“DL”）的效果提高100倍。這款神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器由英特爾和Facebook一起合作設(shè)計(jì)，可以預(yù)測(cè)該芯片很大程度上應(yīng)該會(huì)對(duì)Facebook的機(jī)器學(xué)習(xí)框架Pytorch有很好的支持，畢竟Facebook的Pytorch的野心肯定是要和谷歌的Tensorflow一決高下。不過(guò)最新款芯片2019年才會(huì)正式推出商用，屆時(shí)深度學(xué)習(xí)的格局變化如何無(wú)法預(yù)料。

NaveenRao在其博客中寫道：“我們正在開(kāi)發(fā)第一個(gè)商用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器產(chǎn)品英特爾NervanaNNP-L1000（代號(hào)SpringCrest），計(jì)劃在2019年發(fā)布。與第一代LakeCrest產(chǎn)品相比，我們預(yù)計(jì)英特爾NervanaNNP-L1000將實(shí)現(xiàn)3-4倍的訓(xùn)練性能。英特爾NervanaNNP-L1000還將支持bfloat16，這是業(yè)內(nèi)廣泛采用的針對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一種數(shù)值型數(shù)據(jù)格式。未來(lái)，英特爾將在人工智能產(chǎn)品線上擴(kuò)大對(duì)bfloat16的支持，包括英特爾至強(qiáng)處理器和英特爾FPGA。”

事實(shí)上，SpringCrest在2018年底推出的傳言早已有之，但是目前看來(lái)，官方公布的2019年這一時(shí)間點(diǎn)略有延遲。對(duì)此，CareyKloss向記者解釋道：“進(jìn)入更現(xiàn)代化的制程節(jié)點(diǎn)，我們集成了更多的Die（硅芯片），可以獲得更快的處理速度。但是需要一定的時(shí)間去制造硅片，也需要時(shí)間把硅片變成新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器，這是延遲的原因。”

對(duì)于兩代芯片的區(qū)別，他分析稱：“LakeCrest作為第一代處理器，在GEMM（矩陣運(yùn)算）和卷積神經(jīng)上都實(shí)現(xiàn)了非常好的計(jì)算利用率。這不僅僅是指96%吞吐量的利用率，而是在沒(méi)有充分定制化的情況下，我們也取得了大多數(shù)情況下實(shí)現(xiàn)GEMM高于80%的計(jì)算利用率。當(dāng)我們開(kāi)發(fā)下一代芯片時(shí)，如果我們能夠保持高計(jì)算利用率，新的產(chǎn)品在性能上有3到4倍的性能提升?！?/p>

談及競(jìng)爭(zhēng)，CareyKloss表示：“我不知道我們競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的路線圖是什么，但我們的反應(yīng)速度相對(duì)較快，所以我認(rèn)為我們不會(huì)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理上處于劣勢(shì)。比如bfloat16已經(jīng)有一段時(shí)間了，它最近變得更受歡迎，不少客戶提出支持bfloat16的要求，我們也逐步轉(zhuǎn)向支持bfloat16?！倍鴮?duì)比谷歌的TPU來(lái)看，他認(rèn)為TPU二代類似于LakeCrest，TPU三代類似于SpringCrest。

四面出擊

除了備受關(guān)注的NervanaNNP，英特爾的Xeon芯片主要面向服務(wù)器和大型計(jì)算設(shè)備，比如我國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)天河一號(hào)和二號(hào)就采用了IntelXeon六核處理器。

在視覺(jué)芯片方面，英特爾的業(yè)務(wù)量增長(zhǎng)迅速。MovidiusVPU芯片早就面向在汽車、無(wú)人機(jī)等新興的硬件市場(chǎng)，比如大疆無(wú)人機(jī)、特斯拉，以及GoogleClips攝像頭中都采用了Movidius的視覺(jué)芯片。

Movidius的市場(chǎng)負(fù)責(zé)人GaryBrown告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者：“在Movidius，我們研發(fā)的芯片被稱作視覺(jué)處理單元VPU。VPU是一種兼具計(jì)算機(jī)視覺(jué)和智能攝像頭處理器的芯片。所以我們的芯片所做的處理大概有三類：ISP處理，也就是圖像信號(hào)處理，基于攝像頭捕捉技術(shù)的處理，以及計(jì)算機(jī)視覺(jué)和深度學(xué)習(xí)?！?/p>

他舉例道，具體的使用場(chǎng)景包括VR產(chǎn)品和機(jī)器人技術(shù)、智能家居、工業(yè)攝像頭、AI攝像頭，還有監(jiān)控和安保。其中，“監(jiān)控和安保是一個(gè)巨大的市場(chǎng)，尤其在中國(guó)，監(jiān)控和安保攝像頭的市場(chǎng)特別大，有一些大公司在研發(fā)監(jiān)控?cái)z像頭，例如?？低暫痛笕A。”

GaryBrown還提到，智能家居領(lǐng)域目前正在迅速發(fā)展，雖然市場(chǎng)很小，但是發(fā)展神速。“有很多公司在研發(fā)智能裝置，如智能家庭安防、個(gè)人家庭助手、智能門鈴，以及公寓和家庭的訪問(wèn)控制。但是在家居領(lǐng)域，要做到低成本、低能耗、電池壽命長(zhǎng)，以及非常精準(zhǔn)是非常有挑戰(zhàn)性的。因?yàn)楸热缡彝獾臉?shù)蔭在移動(dòng)，就有可能觸發(fā)了防盜警報(bào)，因此非常低的誤報(bào)率是非常重要的，要有良好的準(zhǔn)確性。”

而公司的挑戰(zhàn)之一就是如何繼續(xù)創(chuàng)造高性能的芯片，“我們有一些策略，比如，用一個(gè)前端算法降低功耗，這樣我們就能關(guān)閉大部分芯片，只運(yùn)作小部分最優(yōu)化的面部檢測(cè)功能。當(dāng)一張臉出現(xiàn)時(shí)，其他芯片將被啟動(dòng)。這樣就能一直保持面部監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)啟。我們還有很多演算節(jié)能技術(shù)，使家用智能攝像頭續(xù)航時(shí)間達(dá)到大致6個(gè)月?！盙aryBrown解釋道。

此外，F(xiàn)PGA這條線則由Altera執(zhí)掌局面。隨著5G浪潮的到來(lái)，IoT物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)分析及計(jì)算需求會(huì)暴增，物聯(lián)網(wǎng)的接入節(jié)點(diǎn)至少是數(shù)百億級(jí)的規(guī)模，比手機(jī)規(guī)模要高出1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。物聯(lián)網(wǎng)的典型需求是需要靈活使用算法的變化，這是FPGA的強(qiáng)項(xiàng)，F(xiàn)PGA可以通過(guò)自身結(jié)構(gòu)的改變來(lái)適應(yīng)定制化計(jì)算場(chǎng)景的需求，這也使得英特爾在未來(lái)為更多不同類型的設(shè)備提供高效提供芯片變成可能。從167億美元的收購(gòu)金額就可以看出，英特爾買的顯然不只是眼前的價(jià)值。

速攻企業(yè)級(jí)場(chǎng)景

英特爾近期的一項(xiàng)調(diào)查顯示，在美國(guó)企業(yè)客戶中，50%以上都正在轉(zhuǎn)向采用基于英特爾Xeon處理器的現(xiàn)有的云解決方案來(lái)滿足其對(duì)人工智能的初步需求。而多位英特爾高管在接受采訪時(shí)都向記者表示，沒(méi)有一種解決方案適用于所有的人工智能場(chǎng)景，英特爾會(huì)根據(jù)客戶需求對(duì)技術(shù)和業(yè)務(wù)進(jìn)行搭配。比如，英特爾會(huì)將Xeon和FPGA、或者Xeon和Movidius配置在一起，從而實(shí)現(xiàn)更高性能的人工智能功能。

對(duì)于英特爾而言，這些強(qiáng)化的人工智能功能將被廣泛地應(yīng)用于企業(yè)級(jí)場(chǎng)景。NaveenRao就表示：“在加速向人工智能驅(qū)動(dòng)的未來(lái)計(jì)算過(guò)渡之時(shí)，我們需要提供全面的企業(yè)級(jí)解決方案。這意味著我們的解決方案要提供最廣泛的計(jì)算能力，并且能夠支持從毫瓦級(jí)到千瓦級(jí)的多種架構(gòu)。”

CareyKloss進(jìn)一步向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者解釋人工智能芯片的應(yīng)用場(chǎng)景：“SpringCrest可以說(shuō)是最高等級(jí)的Nervana神經(jīng)元處理器架構(gòu)。因此它的客戶就包括超大規(guī)模計(jì)算中心、已經(jīng)擁有相當(dāng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)科學(xué)工作的大型企業(yè)、政府等等。如果你需求的是低延且小模型，Xeon就能幫助到你，它可以把數(shù)據(jù)從云到端打通?！?/p>

具體來(lái)看，英特爾也在醫(yī)療、無(wú)人駕駛、新零售、物聯(lián)網(wǎng)等場(chǎng)景上做了探索。比如在醫(yī)療方面，據(jù)介紹，英特爾正在與諾華（Novartis）合作，使用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)加速高內(nèi)涵篩選——這是早期藥品研發(fā)的關(guān)鍵元素。雙方的合作把訓(xùn)練圖片分析模型的時(shí)間從11個(gè)小時(shí)縮短到了31分鐘——效率提高了20多倍。

在無(wú)人商店方面，英特爾為京東無(wú)人便利店提供“計(jì)算大腦”，目前已在多個(gè)智能門店（中石化易捷便利店、京東之家）以及智能售賣機(jī)項(xiàng)目中部署使用。在算法上，京東方面表示，無(wú)人商店用到的機(jī)器學(xué)習(xí)算法主要集中在知人、知貨、知場(chǎng)3個(gè)方向，由于涉及線上線下數(shù)據(jù)打通，將視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)等，需要用到現(xiàn)在比較流行的機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域CNN（卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）算法，智慧供應(yīng)鏈方面用到的傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)算法，如SVM、統(tǒng)計(jì)學(xué)的線形回歸，邏輯回歸等。在網(wǎng)絡(luò)條件比較好的情況下，多數(shù)視頻數(shù)據(jù)可以使用較大模型在云端完成。在網(wǎng)絡(luò)不佳的情況下，通過(guò)端計(jì)算比如移動(dòng)端，邊緣計(jì)算使用小網(wǎng)絡(luò)完成。而使用的硬件包括Intel的邊緣服務(wù)器等。

盡管英特爾外遇強(qiáng)敵，轉(zhuǎn)型、擴(kuò)張的步伐十分堅(jiān)定。僅從研發(fā)數(shù)值來(lái)看，根據(jù)ICInsights的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2017年排名前10位的半導(dǎo)體廠商研發(fā)總支出為359億美元，英特爾位列第一。報(bào)告顯示，2017年英特爾的研發(fā)支出為131億美元，占集團(tuán)總支出的36%，約為英特爾2017年銷售額的五分之一。

隨著各家的巨額投入，AI芯片的戰(zhàn)役還將愈演愈烈。