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芯片帝国之架构篇:英伟达GPU独占风骚,英特尔掉队、谷歌奋力追赶|im体育官网

2020-10-04 18:09:02

【im体育官网】CPU、GPU、FPGA、英特尔、英伟达、赛灵思……随着深度自学带给的AI的蓬勃发展,芯片领域最近堪称是风起云涌,一个个科技名词走出公众视野,沦为网红。AI创企也在大大吸金,用芯片自燃着一个又一个神话;与此同时,老牌芯片厂商,英伟达、赛灵思也在大大被挑战的同时,改写自己的巅峰。芯片,作为高端制造业的“皇冠明珠”,在大大变大、转变架构的同时,大大凝缩着新的科技结晶,渐渐建构出更可观、更加精美的科技帝国。亿欧发售“芯片帝国”系列分析稿件,从芯片的核心架构、应用于场景、国内外主要玩家和下游晶圆代工厂等方面呈现出芯片业的产业图景。

当前AI芯片主要分成GPU、FPGA、ASIC及类脑芯片等。以下为第一篇架构篇,从标准化芯片CPU及它的创始者英特尔想起,辨别AI浪潮下有所不同的芯片架构,及它们所构筑的科技帝国。英特尔和CPU:开山鼻祖,构建标准化芯片、PC界大哥芯片中,最令人熟知的难道是中央处理器CPU了。作为一种超大规模的构建标准化芯片,CPU可已完成多种不同种类的任务,在PC世界里起着大脑的起到。

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而CPU的问世也开始了PC时代的巨头——英特尔的巅峰历史。英特尔是主要以研制CPU处理器的巨头,全球仅次于的个人计算机零件和CPU制造商,1971年,英特尔发售了全球第一个微处理器,它引起的微处理器所带给的计算机和互联网革命,可以说道转变了整个世界。但CPU虽统治者了PC时代,随着人工智能蓬勃发展,传统的CPU算力严重不足这一问题之后更加引人注目,特别是在基于CPU的传统计算出来架构无法符合人工智能并行计算的市场需求。AI所需的深度自学必须很高的内在并行度、大量浮点计算能力以及矩阵运算,因此在标准化芯片之下,须要发展合适人工智能架构的专属芯片。

这也带给了英特尔地位的上升。不过在早时候,即移动互联网大潮叛来时,CPU巨头英特尔的劣势就已开始显出了。英特尔在移动末端负于来自生产ARM芯片(与英特尔X86行政机构的CPU架构,但使用精简指令集计算机,主打低成本、低功耗和高效率)的ARM公司,目前世界多达95%的智能手机和平板电脑都使用ARM架构。再行再加英伟达GPU在数据中心业务的竞争,2010年还占有整个半导体芯片市场80%多份额(据IHS的报告数据)的英特尔,到2016年第二季度,仅有占到14.7%。

为了在人工智能时代不领先其他科技公司,英特尔近年来通过并购一批在FPGA、ASIC等芯片领域的头部企业。在云端,2015年,英特尔并购全球第二大FPGA厂商Altera;在终端,2016年并购了研发高性能视觉处置芯片的Movidius;另外,英特尔2017年还并购了汽车领域的Mobileye,以此对付英特尔在汽车领域的地位。

不过,今年7月,英特尔交还的财报表明,其Q2营收为169.62亿美元,净利润50.06亿美元,同比快速增长78%。虽然营收、净利润增长速度不俗,但基于CPU、FPGA的数据业务未超过之前的预期,英特尔股价还是跌到了。

当然,英伟达虽然目前有数颓势,但CPU却也没到立刻要被替代的地步。CPU虽然计算能力稍差,但它是标准化计算机的处置核心,处置各式各样的指令拒绝,所有部件也都要通过它互联互通,其具有简单的逻辑掌控单元和独有的指令翻译成结构,这是其他芯片目前无法替代的。并且,ARM架构的CPU芯片在手机和智能音箱等领域也是不可或缺的。

所以唱衰CPU,还是为时过早的。英伟达和GPU:先发制人的“十项全能”运动员,目前应用于最普遍AI芯片CPU的计算能力慢慢领先,也促成了兴起的图像处理器GPU及新的巨头英伟达。1999年,英伟达发明者了GPU,这很大地推展了PC游戏市场的发展,新的定义了现代计算机图形技术,并彻底改变了并行计算。

比起CPU,GPU由于更加合适继续执行简单的数学和几何计算出来(特别是在是分段运算),恰好与包括大量的分段运算的人工智能深度自学算法相匹配,因此在人工智能时代恰好被彰显了新的愿景,沦为AI硬件选用,在云端作为AI“训练”的主力芯片,在终端的安防、汽车等领域,GPU也首度落地,是目前应用于范围最甚广、灵活性度最低的AI硬件。而英伟达也因此完全沦为AI浪潮中的仅次于受益者,在加快深度自学算法芯片市场完全占到独占地位。英伟达2016年第一个发售专为深度自学优化的PascalGPU,2017年发售了性能优于的新GPU架构Volta,及神经网络推理小说加速器TensorRT3。

目前占有全球GPU行业的市场份额多达70%,GPU作为其核心产品占有84%的收益份额。另外,由于英伟达公布的针对开发者获取的并行计算平台CUDA,被普遍接纳和普及,累积了较好的编程环境,目前应用于在人工智能领域,可展开标准化计算出来的GPU市场基本被英伟达独占。

不过英伟达在PC末端和数据中心业务上,也面对着老二AMD的挑战。在PC处理器市场,AMD正在英特尔主导的市场“抢食”。

从2017年3月至今年4月,AMD发售了锐龙7、锐龙5、锐龙3、锐龙Threadripper、锐龙2000等处理器。:im体育官网。

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