2012年，被稱為深度學習鼻祖的杰夫·辛頓（Geoffrey Everest Hinton）在NIPS上發(fā)布文章介紹了通過訓練大型深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡把ILSVRC訓練集中的圖像進行分類實現(xiàn)了誤差率的大幅降低，這也被認為是這一輪AI熱潮的開始。隨后，深度神經(jīng)網(wǎng)絡日益流行，許多優(yōu)秀的變體相繼出現(xiàn)，如AlexNet、GoogLeNet、VGG Net、ResNet。
當然，深度神經(jīng)網(wǎng)絡的流行離不開算力的支持。由于深度神經(jīng)網(wǎng)絡中的絕大多數(shù)運算都是矩陣運算，擅長并行運算的GPU非常適合深度學習。英偉達迅速抓住機會，2016年推出了第一款專為深度學習優(yōu)化的Pascal GPU，這也讓英偉達成為了獲益最多的AI芯片公司。
其實，在英偉達推出專為深度學習優(yōu)化的GPU前，2015年開始AI芯片相關(guān)的研究就逐漸成為了學術(shù)界和工業(yè)界的熱點，地平線、耐能、深鑒科技、探境科技、北京清微電子等AI芯片初創(chuàng)公司相繼成立。云天勵飛、比特大陸、杭州國芯、瑞芯微等則是2015年之前成立的AI芯片公司。
不過，2015年只是AI芯片熱潮的開始。
AI芯片熱潮遇上資本寒冬與行業(yè)衰退
在AI的熱潮里，英偉達、英特爾收獲更多AI芯片訂單的同時也加大了對于AI的投入。同樣值得關(guān)注的是，以軟件見長的互聯(lián)網(wǎng)巨頭們也紛紛進軍AI芯片領(lǐng)域，包括谷歌、Facebook、亞馬遜、阿里、百度。
除了巨頭，資本也在推動AI芯片的熱潮。2018年5月開始，探境科技、云知聲、耐能、思必馳、寒武紀相繼宣布新一輪融資的消息。2019年春節(jié)期間，報道稱Adobe集團正在考慮是否打造自有的芯片。2月底，地平線公告完成近6億美金的B輪融資，投后估值達30億美金。
資本的助推以及頭部企業(yè)的入局引發(fā)了一些人對AI芯片市場過熱的擔憂，不過業(yè)內(nèi)人士看法不一。今年1月地平線聯(lián)合創(chuàng)始人、算法副總裁黃暢接受雷鋒網(wǎng)采訪時表示，AI芯片在2018年的火熱程度確實沒有預料到。
華登國際副總裁蘇東年初接受采訪時表示AI芯片還不算過熱，未來會不會過熱或者說產(chǎn)生泡沫最關(guān)鍵的是AI芯片的應用能否落地，能夠落地就不會過熱。在資本寒冬，投資機構(gòu)為了安全考慮，還是投資頭部企業(yè)。對于非頭部企業(yè)，由于投資者對投資標的的要求會更高，更加聚焦產(chǎn)品落地能較快實現(xiàn)正向現(xiàn)金流才更容易進行下一輪融資。
不過，從2018年下半年開始的資本寒冬給AI芯片初創(chuàng)公司的芯片落地增加了不少壓力。國際半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SEMI）此前下調(diào)了2019年全球半導體設備展望，預計全年產(chǎn)值將比去年衰退9%，終止2016年以來連續(xù)三年的增長走勢。
多家分析機構(gòu)的最新的數(shù)據(jù)也表明了今年半導體市場面臨的挑戰(zhàn)。5 月7 日，IHS Markit指出，全球半導體市況在今年初呈現(xiàn)迅速惡化，預估全球半導體市場銷售額將年減7.4% 至4462 億美元，可能會創(chuàng)下將創(chuàng)下2009 年（注：當年下跌將近11%）以來最大衰退幅度。5月15日，IDC最新報告指出，半導體行業(yè)正努力應對智能手機銷售放緩以及中國需求疲軟的局面，全球半導體收入在連續(xù)三年增長后，預計在2019年將減少7.2%。
AI芯片的落地戰(zhàn)已經(jīng)打響
在嚴峻的市場背景之下，特別是新一輪AI熱潮已經(jīng)持續(xù)了四年的情況下，AI芯片的落地顯得尤為重要。蘇東看好AI芯片在無人駕駛和安防的落地，他表示：“2019年安防領(lǐng)域會有更多的應用，無論是使用海思的芯片還是做相關(guān)算法公司的芯片，可以預見會有更多的落地應用。無人駕駛也是AI芯片一個比較好的落地場景，但無人駕駛屬于汽車的前裝市場，周期會相對長一些。”
黃暢認為，新的殺手級應用可能來自智能駕駛以及智能IoT場景。據(jù)悉，地平線早在3年多前便開始投入AI芯片研發(fā)，目前第一代AI芯片已經(jīng)開始大規(guī)模商業(yè)化。在智能駕駛領(lǐng)域，地平線已經(jīng)和全球四大汽車市場Tier1s和OEMs建立了合作關(guān)系。
擁有算法和行業(yè)應用優(yōu)勢的觸景無限將掌握核心芯片技術(shù)作為下一步戰(zhàn)略，在推進安防行業(yè)前端智能感知產(chǎn)品盾悟智能盒/分析主機及打造落地解決方案的同時，逐步加大對芯片的投資。2018年6月，觸景無限注資物聯(lián)網(wǎng)芯片設計公司Inspirit IoT，組建感知芯片戰(zhàn)略聯(lián)盟，開展戰(zhàn)略性合作。Inspirit IoT提出一種高于目前業(yè)界十倍壓縮比的優(yōu)化方法，將極大地提高FPGA使用效率，這套方法也將在觸景無限芯片計劃中對FPGA的應用起到重要作用。另外，觸景無限也即將攜手國內(nèi)知名芯片企業(yè)，共同打造新一代人工智能感知芯片（SOC），為下一代人工智能感知領(lǐng)域提供端到端的全方位解決方案。
已經(jīng)有現(xiàn)象級產(chǎn)品云天“深目”動態(tài)人像識別系統(tǒng)的云天勵飛也在去年10月流片了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的DeepEye1000 嵌入式視覺AI芯片，能夠提供處理器級別的指令集靈活性，軟件可編程，能廣泛用于攝像頭、機器人、無人機，以及智慧城市、智慧社區(qū)、智能制造、新零售等AI邊緣計算場景。據(jù)云天勵飛副總裁李愛軍介紹，這款AI芯片將在2019年正式商用。
探境科技創(chuàng)始人兼CEO魯勇此前接受采訪時表示，之前技術(shù)沒有達到一個相對理想的狀態(tài)，成本也沒有下降到適合普及的程度，而2019年技術(shù)和成本都會迎來拐點。基于用戶對智能家居越來越高的接受度，2019年智能家居也會快速普及，也將帶動AI芯片的落地。
近日，耐能創(chuàng)始人兼CEO劉俊誠接受采訪時也表示：“AI芯片的競爭已經(jīng)到了應用落地的競爭。”
芯片是一個長周期的產(chǎn)品，四年之后，我們看到初創(chuàng)公司們的芯片已經(jīng)陸續(xù)流片，這也表明AI芯片的落地戰(zhàn)已經(jīng)打響。
AI芯片成功落地的關(guān)鍵
對于AI芯片初創(chuàng)公司而言，投入巨資以及花費幾年時間研發(fā)的AI芯片能否獲得客戶的青睞，能夠持續(xù)迭代產(chǎn)生營收是公司生存的關(guān)鍵。
對于巨頭而言，AI芯片的實力將決定他們能否繼續(xù)引領(lǐng)AI革命。英特爾作為芯片霸主，雖然其CPU在AI時代的優(yōu)勢不如GPU明顯，但他們正在通過創(chuàng)新以及研發(fā)獨立GPU增強AI的實力。
在上月的2019英特爾中國媒體紛享會上，英特爾中國研究院院長宋繼強指出，任何單一的因素，都不足以滿足多元化的計算需求。面向未來，英特爾全方位推動計算創(chuàng)新，引領(lǐng)“超異構(gòu)計算”時代。
他透露，英特爾將架構(gòu)創(chuàng)新作為未來十年創(chuàng)新的主要驅(qū)動力，繼續(xù)帶來指數(shù)級的擴展效應。這里所說的架構(gòu)，不單單是指CPU內(nèi)核的設計，也涵蓋了整個計算產(chǎn)品從硬件到軟件的所有構(gòu)成。這是因為，軟新的硬件通過軟件的優(yōu)化，通常能夠?qū)崿F(xiàn)一百倍以上的加速，更好的滿足AI的計算需求。比如，Skylake通過軟硬件集合優(yōu)化以后，AI推理性能可以提高275倍。
架構(gòu)創(chuàng)新的其中一個關(guān)鍵就是突破馮諾依曼架構(gòu)的限制。在AI 芯片實現(xiàn)中，基于馮·諾伊曼體系結(jié)構(gòu)，提供運算能力相對簡單易行，但由于運算部件和存儲部件存在速度差異，當運算能力達到一定程度，由于訪問存儲器的速度無法跟上運算部件消耗數(shù)據(jù)的速度，再增加運算部件也無法得到充分利用，即形成所謂的“內(nèi)存墻”問題。
目前，也有不少初創(chuàng)公司和團隊在進行架構(gòu)上進行創(chuàng)新，使用的方法包括可重構(gòu)、可重組、存算一體、存儲優(yōu)先等。
當然，技術(shù)領(lǐng)先性只是AI芯片落地的關(guān)鍵之一，一款AI芯片性能再好，技術(shù)再領(lǐng)先，不能得到用戶的青睞也無法成功，而這其中又涉及到切入的領(lǐng)域、商業(yè)模式、市場環(huán)境等因素的影響。
2019年7月13日，由中國計算機學會主辦，雷鋒網(wǎng)、香港中文大學（深圳）聯(lián)合承辦的CCF-GAIR全球人工智能與機器人峰會，將開設“AI芯片”專場，以“資本寒冬下突破AI芯片落地的難題”為主題，邀請業(yè)內(nèi)知名學者、AI芯片代表企業(yè)分享他們對于AI芯片架構(gòu)未來的演進方向的看法，以及具備技術(shù)優(yōu)勢的AI芯片如何選擇合適的應用領(lǐng)域更好地落地的獨到見解。
目前，英特爾的芯片專家、地平線聯(lián)合創(chuàng)始人、算法副總裁黃暢、云天勵飛副總裁李愛軍、觸景無限聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO肖洪波已經(jīng)確認出席AI芯片論壇并發(fā)表演講。上一屆AI芯片專場的學術(shù)大咖中國半導體行業(yè)協(xié)會IC設計分會理事長、清華大學微電子所所長魏少軍教授也即將確認出席。
RISC-V作為目前備受關(guān)注的新的指令集架構(gòu)，在IoT和AI領(lǐng)域也非常有潛力，此次的AI芯片專場上，中科院計算所研究員、先進計算機系統(tǒng)研究中心主任、中國開放指令生態(tài)（RISC-V）聯(lián)盟秘書長包云崗博士也會分享RISC-V指令集架構(gòu)的優(yōu)勢以及在AI和IoT時代的機會。（雷鋒網(wǎng)(公眾號：雷鋒網(wǎng))）
