特朗普近日簽署行政命令，將動(dòng)用更多資源鞏固美國(guó)在人工智能領(lǐng)域的實(shí)力。AI實(shí)力在很大程度上依賴于芯片的研發(fā)制造實(shí)力。在傳統(tǒng)芯片領(lǐng)域表現(xiàn)平平的中國(guó)企業(yè)，如何能在AI芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)超車？從技術(shù)底層和應(yīng)用場(chǎng)景兩方面來看，開源芯片架構(gòu)和邊緣計(jì)算或?qū)⒊蔀樾碌陌l(fā)力方向。
美國(guó)總統(tǒng)特朗普近日簽署行政命令，啟動(dòng)“美國(guó)人工智能倡議（American AI Initiative）”，將從國(guó)家戰(zhàn)略層面調(diào)動(dòng)更多聯(lián)邦資金和資源用于人工智能研發(fā)，確保美國(guó)的領(lǐng)先地位。
這仿佛是特朗普的又一項(xiàng)“邊境墻”計(jì)劃——在美國(guó)的AI“沃土”上，構(gòu)建更高技術(shù)壁壘。
把美國(guó)稱為AI“沃土”并非溢美之詞。正如本文開篇所指，美國(guó)在AI研發(fā)及應(yīng)用領(lǐng)域引領(lǐng)全球。據(jù)烏鎮(zhèn)智庫(kù)《烏鎮(zhèn)指數(shù)全球人工智能發(fā)展報(bào)告》，自2000年以來美國(guó)新增AI企業(yè)數(shù)超3000家，融資規(guī)模比重占全球60％以上。
盡管人工智能技術(shù)給普通大眾的感受頗為“形而上學(xué)”，但支撐和驅(qū)動(dòng)人工智能發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)，卻是看得見摸得著的。根據(jù)去年12月清華大學(xué)聯(lián)合北京未來芯片技術(shù)高精尖創(chuàng)新中心發(fā)布的《人工智能芯片技術(shù)白皮書》，人工智能產(chǎn)業(yè)得以快速發(fā)展，無論是算法的實(shí)現(xiàn)、海量數(shù)據(jù)的獲取和存儲(chǔ)，還是計(jì)算能力的體現(xiàn)，都離不開目前唯一的物理基礎(chǔ)——芯片。
該白皮書指出：“無芯片不AI”，能否開發(fā)出具有超高運(yùn)算能力、符合市場(chǎng)需求的芯片，已成為人工智能領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的重要因素。
在AI芯片領(lǐng)域，美國(guó)企業(yè)一直在全球占據(jù)主導(dǎo)。根據(jù)Compass Intelligence去年年中發(fā)布的全球AI芯片供應(yīng)商指數(shù)，以英偉達(dá)和英特爾為首，美國(guó)企業(yè)領(lǐng)先全球，其中還包括IBM、AMD、ARM、谷歌、蘋果、高通等傳統(tǒng)巨頭。
就連社交巨頭臉書（Facebook）也加入了。公司首席人工智能科學(xué)家、現(xiàn)代人工智能領(lǐng)域先驅(qū)者楊立昆（Yann LeCun）近日表示，F(xiàn)acebook正在開發(fā)自己的定制專用集成線路（ASIC）芯片，并透露研究重點(diǎn)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新設(shè)計(jì)。
在傳統(tǒng)芯片領(lǐng)域坐冷板凳的中國(guó)企業(yè)，能否在AI芯片領(lǐng)域獲得出場(chǎng)機(jī)會(huì)？
1群雄逐鹿AI“中國(guó)芯”
清華－中國(guó)工程院知識(shí)智能聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室去年10月發(fā)布的《人工智能芯片研究報(bào)告》把人工智能芯片定義為：從廣義上講只要能夠運(yùn)行人工智能算法的芯片都叫作AI 芯片。
這一寬泛的定義似乎預(yù)示了AI芯片產(chǎn)業(yè)的門檻并不如傳統(tǒng)CPU那么高，也讓各種“段位”的選手都有機(jī)會(huì)入場(chǎng)。
傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)巨頭自然不會(huì)錯(cuò)過這塊“蛋糕”。阿里巴巴集團(tuán)于去年全資收購(gòu)中天微（后與達(dá)摩院合并成立“平頭哥”），其投資的AI 芯片公司還包括耐能（Kneron）、寒武紀(jì)、深鑒科技及Barefoot Networks，初步形成芯片產(chǎn)業(yè)布局。百度也于去年發(fā)布了自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)首款全功能AI 芯片“昆侖”。
此外，老牌芯片廠商中星微自2016年起就布局AI產(chǎn)品。而西井科技、靈汐科技、啟英泰倫等后起之秀也都是AI“中國(guó)芯”的創(chuàng)業(yè)代表。
整體來看，在AI芯片領(lǐng)域，中國(guó)企業(yè)和國(guó)際玩家仍存差距，但也在全力追趕。據(jù)上述Compass Intelligence全球AI芯片供應(yīng)商指數(shù)排名，前24位企業(yè)中有7家中國(guó)公司入圍，包括華為（海思）（12位）、聯(lián)發(fā)科（MediaTek，14位）、Imagination （15位）、瑞芯微（Rockchip，20位）、芯原（Verisilcon，21位）、寒武紀(jì)（Cambricon，23位）、地平線機(jī)器人（Horizon Robotics，24位）。
除了巨頭和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)企業(yè)外，涌入AI芯片市場(chǎng)的還有無奈于數(shù)字貨幣大熊市、上市之路受阻，或經(jīng)歷重大人事變動(dòng)的區(qū)塊鏈礦機(jī)生產(chǎn)商。
自2017年起，比特大陸就已接連發(fā)布多款A(yù)I芯片產(chǎn)品。CEO吳忌寒表示，未來5年內(nèi)公司40％的收入可能來自AI部門。2018年9月，嘉楠耘智發(fā)布人工智能芯片“勘智”。董事長(zhǎng)張楠賡表示，嘉楠科技可以同時(shí)把握人工智能芯片和區(qū)塊鏈硬件這兩大領(lǐng)域。
究竟是華麗轉(zhuǎn)型還是被迫保命，答案似乎清晰而又模糊。畢竟，在“幣圈”已經(jīng)涼到“凍死人”的當(dāng)下，AI芯片領(lǐng)域也已是群雄逐鹿。新入場(chǎng)者能否打開局面，專業(yè)創(chuàng)業(yè)者能否一鳴驚人，巨頭能否再次稱霸世界，都需要找到新的突破口。
2技術(shù)突破口：開源架構(gòu)RISC－V
盡管AI芯片是新賽道，但從本質(zhì)來看，AI芯片也是芯片。中國(guó)在芯片領(lǐng)域從來就是弱實(shí)力、弱話語權(quán)，甚至是受制于人的。
中國(guó)工程院院士倪光南去年就指出，“中興事件”有很多問題，但表現(xiàn)出來的就是芯片。我們可以體會(huì)到，發(fā)達(dá)國(guó)家很怕中國(guó)在高新技術(shù)，特別在新技術(shù)方面趕超。
他相信，不同形式的制裁還會(huì)繼續(xù)，關(guān)鍵核心技術(shù)要發(fā)展，今后會(huì)特別難?！皢芜呏髁x和貿(mào)易保護(hù)主義逼著中國(guó)自力更生。但這不是壞事，因?yàn)槲覀冏罱K還是要靠自己，不能再寄希望于花錢買技術(shù)，因?yàn)楹芏嚓P(guān)鍵的信息是拿不到的”，他說道。
對(duì)于中國(guó)芯片如何突破重圍，倪光南院士給出了清晰的答案：“我們可能在見證一個(gè)歷史的開端，開源芯片聯(lián)盟是我們趕超發(fā)達(dá)國(guó)家的機(jī)會(huì)。”
對(duì)此，倪光南院士近期在上?！皬埥?019未來產(chǎn)業(yè)峰會(huì)”上介紹說，目前世界上CPU核心技術(shù)最重要的兩大架構(gòu)是英特爾和AMD的X86架構(gòu)和ARM架構(gòu)。
他表示，X86架構(gòu)很好，但很遺憾除了美國(guó)這兩家公司以外，世界上還沒有第三家公司能夠通過這個(gè)架構(gòu)成功發(fā)展起來，按目前形勢(shì)今后也很難有。ARM架構(gòu)同樣有很多公司采用，但是很貴——根據(jù)要求架構(gòu)的授權(quán)不同，花費(fèi)大概在幾百萬到幾億人民幣。
巨大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)壁壘嚴(yán)重限制了我國(guó)芯片的創(chuàng)新。倪光南院士相信，開源芯片正是實(shí)現(xiàn)換道超車的機(jī)會(huì)，而RISC－V正是當(dāng)今開源芯片的代表架構(gòu)。
倪光南院士
據(jù)算力智庫(kù)了解，在目前主流指令集架構(gòu)極為復(fù)雜和冗繁，專利授權(quán)費(fèi)用極高，其他開源架構(gòu)問題較多的背景下，RISC－V于2010年誕生于美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校，是一種全新簡(jiǎn)單開發(fā)的免費(fèi)指令集架構(gòu)。RISC－V旨在成為一種完全開放的指令集，可以被任何學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)或商業(yè)組織自由使用。
RISC－V在商業(yè)上的重大意義，正如倪光南院士所指，是給中小企業(yè)和創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)帶來了創(chuàng)新的機(jī)遇?！跋Ｍ窈笮∥⑵髽I(yè)的開發(fā)團(tuán)隊(duì)，幾個(gè)人幾個(gè)月幾萬塊錢，就能夠開發(fā)出創(chuàng)新的特殊運(yùn)用的芯片?！?/p>
他預(yù)計(jì)，隨著RISC－V的發(fā)展，其在芯片架構(gòu)市場(chǎng)會(huì)與X86和ARM形成三足鼎立局面。中國(guó)的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)將能充分利用RISC－V帶來的芯片創(chuàng)新，加上軟件硬件的共同支撐，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。
3場(chǎng)景突破口：邊緣計(jì)算IoT
如果說RISC－V所代表的開源芯片架構(gòu)是AI芯片開發(fā)者在基礎(chǔ)層的突圍機(jī)會(huì)，那么在場(chǎng)景層面，基于IoT的邊緣計(jì)算則是近年來的新熱點(diǎn)。2018年10 月，Gartner將邊緣計(jì)算列入2019 年十大戰(zhàn)略科技發(fā)展趨勢(shì)之一。
在“未來萬物互聯(lián)”已成為全球共識(shí)的背景下，2018年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備超過230億臺(tái)，預(yù)計(jì)將在2020年達(dá)到307億臺(tái)，并有望在2025年突破754億臺(tái)。龐大的數(shù)量和復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)對(duì)云端產(chǎn)生巨量計(jì)算需求，同時(shí)也將暴露網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的瓶頸。在此趨勢(shì)下，產(chǎn)業(yè)界和學(xué)界都在探索云算力的“下沉”，而邊緣計(jì)算架構(gòu)的產(chǎn)生正是為了解決集中式運(yùn)算架構(gòu)中帶寬和延遲兩大瓶頸問題。
嘉楠耘智輪值總裁張麗近期在國(guó)盛證券2019年資本市場(chǎng)年會(huì)上表示：“我們并不認(rèn)為云是最終解決方案，也不認(rèn)為端是最終解決方案，云和端是一個(gè)互相結(jié)合的過程。我們用邊緣計(jì)算可以加強(qiáng)隱私保護(hù)，因?yàn)椴恍枰袛?shù)據(jù)都回到云端，把絕大部分問題在終端解決。”
她以自動(dòng)駕駛場(chǎng)景為例表示，在速度很快的情況下，要回到云端處理是來不及的，有可能車禍已經(jīng)發(fā)生，但云還沒有反應(yīng)。“當(dāng)終端很多的時(shí)候，所有計(jì)算發(fā)回云端會(huì)讓通訊設(shè)備無法承載。因此一些簡(jiǎn)單的，不耗費(fèi)大量算力的計(jì)算，并不需要放到云端，完全可以在終端完成，價(jià)格還比云端便宜?！?/p>
嘉楠耘智區(qū)塊鏈?zhǔn)聵I(yè)部總經(jīng)理邵建良則通過隱私保護(hù)的需求強(qiáng)調(diào)了芯片在邊緣計(jì)算中的重要性：“工業(yè)4．0下，云端計(jì)算能力已經(jīng)很發(fā)達(dá)；5G之后，傳輸速率也很快，運(yùn)算并沒有太大障礙，但在某些特別需要隱私保護(hù)的行業(yè)，需要在端層面有運(yùn)算能力，這就需要芯片通過邊緣計(jì)算提高效率?！?/p>
嘉楠耘智區(qū)塊鏈?zhǔn)聵I(yè)部總經(jīng)理邵建良
在這一維度上，以嘉楠耘智為例，盡管巨頭尚未練成，但前路還算清晰。邵建良表示，嘉楠耘智希望搭建底層平臺(tái)，通過芯片來實(shí)現(xiàn)端的高效計(jì)算能力，以及解決終端的隱私保護(hù)功能。張麗也務(wù)實(shí)地表示：“我們最關(guān)注的IoT領(lǐng)域，目前尚未出現(xiàn)真正意義上的芯片巨頭?！?/p>
張麗表示，嘉楠耘智的第一款A(yù)I芯片“勘智”就主打邊緣計(jì)算，其技術(shù)有30％借鑒了礦機(jī)芯片設(shè)計(jì)，而這30％的交集就在于，邊緣計(jì)算的場(chǎng)景往往要求低功耗，而低功耗正是礦機(jī)芯片的重要特質(zhì)。
另據(jù)她介紹，“勘智”在代碼層面使用了RISC－V架構(gòu)，相信這一架構(gòu)能夠占據(jù)一部分X86或ARM的市場(chǎng)，目前嘉楠耘智正推動(dòng)全球開發(fā)者一同關(guān)注和使用RISC－V。
張麗認(rèn)為，盡管“勘智”可以用于各種應(yīng)用場(chǎng)景，但AI最好最快的落地應(yīng)用就是IoT，因?yàn)檫@和每個(gè)人息息相關(guān)，這樣AI才能真正走進(jìn)人們生活的每個(gè)環(huán)節(jié)。
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