facebook的“硬件開源”啟示錄

facebook與硬件“相愛相殺”的故事大家恐怕聽到耳朵起繭了。不過，前不久facebook在開放計(jì)算項(xiàng)目（OCP）峰會(huì)上官宣的新硬件開源項(xiàng)目，依然引起不小的關(guān)注。

不僅因?yàn)檫@是個(gè)“組合大禮包”，包括了面向訓(xùn)練的Zion、面向推理的Kings Canyon及面向視頻轉(zhuǎn)碼的Mount Shasta。更重要的是，這是facebook首次明確地表達(dá)出了從消費(fèi)硬件到基礎(chǔ)設(shè)施的轉(zhuǎn)型姿態(tài)。

這張升級(jí)后的硬件“名片”，被加上了“產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)架構(gòu)”幾個(gè)大字，之于facebook自然意義重大。不過，它也并不那么突出，因?yàn)楣雀?、IBM、蘋果等在內(nèi)的巨頭們也相繼加入了硬件開源的大軍，有的甚至比facebook還早。一場(chǎng)與智能基礎(chǔ)硬件有關(guān)的戰(zhàn)意，似乎在這個(gè)春天悄然而至。

我們不妨以這次大動(dòng)作為切入點(diǎn)，看看facebook能否借著2.0版硬件夢(mèng)一戰(zhàn)翻身？

AI三件套：facebook的2.0版硬件夢(mèng)

先來了解一下，facebook究竟放出了哪些讓業(yè)界為之震動(dòng)的“下一代”神器。一句話總結(jié)，就是針對(duì)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算的“基礎(chǔ)設(shè)施三件套”，可以為中小企業(yè)的AI夢(mèng)供能。其中主要包括了三個(gè)模塊：

1. 能夠進(jìn)行大規(guī)模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的訓(xùn)練平臺(tái)Zion

Zion采用了facebook全新的OAM模塊（OCP Accelerator Module），能夠高效處理包括CNN、LSTM和SparseNN在內(nèi)的一系列神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。配有兩個(gè)高速結(jié)構(gòu)，能夠有效地使用可用的聚合內(nèi)存容量，使得更頻繁訪問的數(shù)據(jù)駐留在加速器上，而訪問頻率較低的數(shù)據(jù)駐留在帶CPU的DDR內(nèi)存。從而為合作伙伴（目前有AMD、Haban、GraphCore和NVIDIA等）提供高容量高帶寬的存儲(chǔ)、靈活且高速的互連，以及強(qiáng)大的計(jì)算能力。

2. 能夠執(zhí)行推理任務(wù)的AI服務(wù)器Kings Canyon

和傳統(tǒng)的CPU服務(wù)器不同，facebook開源的AI服務(wù)器由M.2 Kings Canyon加速器和連接到Twin Lakes服務(wù)器的Glacier Point v2載卡組成。其中，每個(gè)Kings Canyon模塊包含了能夠執(zhí)行INT8半精度運(yùn)算的推理ASIC芯片和其它支持組件，可以通過專門的編譯器將圖形轉(zhuǎn)換為可以在這些加速器上執(zhí)行的指令，從而不受供應(yīng)商特定硬件的限制，為機(jī)器學(xué)習(xí)加速器生成高度優(yōu)化的代碼。

3. 可以定制轉(zhuǎn)碼的Mount Shasta

視頻是facebook的核心業(yè)務(wù)之一，每天大約有7500萬人訪問相關(guān)產(chǎn)品。為此，facebook為不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境劃分了多種分辨率和比特率的輸出質(zhì)量，這就是視頻轉(zhuǎn)碼。

而其開源硬件Mount Shasta，就是一個(gè)由多個(gè)GPv2組成的高密度幾何體，每塊Glacier Point v2（GPv2）載卡都安裝了能夠高效輸出視頻編碼的ASIC，這樣就可以將視頻轉(zhuǎn)碼工作負(fù)載平衡分布到不同數(shù)據(jù)中心位置的異構(gòu)硬件上。facebook還配備了通用的界面和框架，以便于各種機(jī)器學(xué)習(xí)和視頻空間供應(yīng)商的能夠順滑使用。

總體來看，Zion、Kings Canyon和Mount Shasta這“AI硬件三劍客”，劍指當(dāng)前爆發(fā)式增長的AI訓(xùn)練、AI推理和視頻轉(zhuǎn)碼方面的需求，并試圖將facebook長期以來積累的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和硬件招牌相結(jié)合，以開放的姿態(tài)，打造出一塊能夠影響未來產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的“金字招牌”。

facebook為何對(duì)硬件如此執(zhí)著？

屢敗屢戰(zhàn)：facebook熊熊燃燒的硬件之魂

facebook和扎克伯格一直對(duì)硬件愛得深沉。其硬件的發(fā)展之路也執(zhí)著地經(jīng)歷了三個(gè)歷史階段：

階段一：與谷歌打擂臺(tái)的服務(wù)器之爭(zhēng)

早在2009年，facebook就以“又一個(gè)谷歌”為目標(biāo)，開啟了一場(chǎng)關(guān)于硬件的擂臺(tái)賽。從Google挖來了硬件工程師Amir Michael，主管硬件設(shè)計(jì)。2010年，又成立了第一個(gè)自建數(shù)據(jù)中心。

2011年4月，facebook發(fā)起了開放計(jì)算項(xiàng)目（Open Compute Project，OCP），開源了其包括數(shù)據(jù)中心、定制服務(wù)器在內(nèi)的一系列硬件設(shè)計(jì)。

作為一個(gè)開源的硬件項(xiàng)目，OCP成為facebook向硬件廠商和社區(qū)化運(yùn)營的關(guān)鍵載體。但隨著在移動(dòng)云時(shí)代的逐漸掉隊(duì)，facebook只好將目光轉(zhuǎn)移到了消費(fèi)硬件上，以挽救華爾街投資人日益流失的心。

階段二：押注消費(fèi)硬件的社交時(shí)代

硬件+社交，成為2014-2018年facebook“自我拯救”的兩大核心關(guān)鍵詞。

2014年，facebook以20億美元的價(jià)格收購虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備制造商Oculus，開啟了“軟件向下整合”制造業(yè)的里程。

2016年，成立了Building 8部門和設(shè)備陣容強(qiáng)大的“Area 404”硬件實(shí)驗(yàn)室，讓自家多個(gè)部門的硬件工程師聚集在一起放飛自我，以共同催化facebook的硬件計(jì)劃。

不過，最早與大眾見面的，居然是2017年跟風(fēng)發(fā)布的一款帶有碩大觸控屏的智能音箱“Portal”，當(dāng)時(shí)被群嘲為“幫筆記本屏幕存貨清庫存”，隨后又遭遇了收集用戶隱私的指控。

在隱私形式更加嚴(yán)峻的2018年，facebook又執(zhí)著地發(fā)布了內(nèi)置攝像頭和麥克風(fēng)的硬件產(chǎn)品Portal及Portal Plus，用戶可以在上面通過社交賬號(hào)進(jìn)行視頻聊天。從市場(chǎng)的反饋來看，顯然是不及格。

階段三：伸向AI的硬件觸角

消費(fèi)硬件雖然步履維艱，但忙著“帶貨”的同時(shí)，facebook也沒忘記自己的技術(shù)使命，開啟了向AI大潮的堅(jiān)定轉(zhuǎn)型，將AI研究應(yīng)用于facebook的既有產(chǎn)品上。

不過，扎克伯克宣布進(jìn)入智能領(lǐng)域的時(shí)候，其實(shí)已經(jīng)晚了。當(dāng)時(shí)，谷歌已經(jīng)將深度學(xué)習(xí)應(yīng)用于多個(gè)業(yè)務(wù)線，微軟更是雄踞近千名科學(xué)家和工程師，亞馬遜暗自研究AI已有4年之久，中國的百度更是剛剛挖走了谷歌的深度學(xué)習(xí)領(lǐng)頭人Andrew Ng。

“趕了個(gè)晚集”的facebook，除了在現(xiàn)有業(yè)務(wù)上加速上馬AI 之外（成立了FAIR和AML），自然也選擇了兩條腿走路，跟硬件死磕到底。

2015年，facebook開源了自己的人工智能硬件服務(wù)器“Big Sur”，該服務(wù)器包含了8個(gè)圖像處理單元，可以運(yùn)行最新的人工智能算法，供程序猿們免費(fèi)使用。此后還不間斷地在GitHub這樣的開源服務(wù)上發(fā)表代碼，狂刷AI人設(shè)。

隨著今年這一通“硬件開源大禮包”的騷操作，facebook的“硬件拯救”計(jì)劃終于不再是一件強(qiáng)行穿上的“皇帝新衣”，而是為自己重新定位了一個(gè)新坐標(biāo)：智能基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)商。

硬件開源2.0，對(duì)于facebook有何意義

那么，這張2.0版本的“硬件名片”，對(duì)facebook來說究竟意味著什么？或許我們可以從三個(gè)角度來找到答案：

1. 自身AI技術(shù)的“軟著陸”。

當(dāng)前環(huán)境下，深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)門檻、應(yīng)用場(chǎng)景和稀缺的算力資源，都在制約著開發(fā)者的手腳。其中支撐AI基礎(chǔ)設(shè)施的就是開放硬件技術(shù)。

而對(duì)于facebook來說，其機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)每天要處理超過200萬億次的預(yù)測(cè)和50億次的翻譯，積累了領(lǐng)先性的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用場(chǎng)景，將這些產(chǎn)業(yè)資源（包括數(shù)據(jù)、工具、框架、硬件等）整合，并通過開源的形式共享出來，能夠幫助整個(gè)AI產(chǎn)業(yè)鏈造就更有持續(xù)生命力的開發(fā)環(huán)境，降低開發(fā)成本，既是facebook作為巨頭的責(zé)任，也是其技術(shù)優(yōu)勢(shì)在產(chǎn)業(yè)鏈的“軟著陸”。

2. 提升智能基礎(chǔ)架構(gòu)的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力

谷歌、亞馬遜、蘋果等已經(jīng)在AI基礎(chǔ)架構(gòu)領(lǐng)域火力全開，圍繞AI芯片、專用處理器展開鏖戰(zhàn)，facebook想要“后來居上”提高競(jìng)爭(zhēng)力，開源自然迫在眉睫。

一是有更多的企業(yè)使用facebook統(tǒng)一規(guī)范的硬件，可以增大采購量，幫助facebook降低成本。正如facebook AI領(lǐng)域的創(chuàng)建者 Yann LeCun所說，“越多的人使用這項(xiàng)技術(shù)，它的成本就會(huì)變得越低?！绷硪环矫?，開源則可以吸引外部人才參與項(xiàng)目協(xié)作，并改進(jìn)相關(guān)技術(shù)。減少自身科研經(jīng)費(fèi)壓力的同時(shí)，還有可能從第三方社區(qū)中招募一些人才。這些都是AI這場(chǎng)“圈地戰(zhàn)爭(zhēng)”的關(guān)鍵賽點(diǎn)。

3. 埋藏著金礦的生態(tài)集群

AI的未來也必然需要一個(gè)集合了全球優(yōu)秀開發(fā)者的龐大集群，開源恰恰就是爭(zhēng)奪生態(tài)資源的最好辦法。以安卓為例，由于開源，谷歌創(chuàng)建了強(qiáng)大的開發(fā)者社區(qū)，才有了手機(jī)市場(chǎng)的大半壁江山。

通過為開發(fā)者們注入基礎(chǔ)的技術(shù)、硬件和生態(tài)能力，后續(xù)的產(chǎn)業(yè)融合和廣告效應(yīng)才是科技巨頭們所期望看到的。為了在“后發(fā)”的AI基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域迅速縮小與谷歌、IBM等的差距，facebook通過開源壯大自身生態(tài)系統(tǒng)，自然也就迫在眉睫。

綜合這三方面來看，facebook的“硬件2.0計(jì)劃”，既是水到渠成，也是因勢(shì)利導(dǎo)的明智之舉。對(duì)于眾多AI開發(fā)者和企業(yè)來說，也確實(shí)是個(gè)福音。新的硬件解決方案和更強(qiáng)大的算力資源，很大程度上降低了機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練的工作量，也將給AI的商業(yè)化步伐帶來新的想象空間。

不過，需要正視的是，升級(jí)版硬件開源，或許能讓facebook在AI領(lǐng)域贏得聲譽(yù)和民心，卻未必能保證實(shí)現(xiàn)扎克伯格“硬件求生”的戰(zhàn)略雄心。

首先，硬件畢竟是通用的。一大波基礎(chǔ)硬件廠商和初創(chuàng)企業(yè)之所以能風(fēng)起云涌（截至2018年至少有45家），正是因?yàn)橛布鉀Q方案的技術(shù)壁壘極容易被攻破。而谷歌和亞馬遜在AI和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的算法和軟件技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)可能會(huì)很快超越硬件創(chuàng)新所帶來的提升。

在這樣的高壓環(huán)境下，facebook過度押注于產(chǎn)業(yè)生態(tài)的故事，而忽略了商業(yè)化本身的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)，資本市場(chǎng)恐怕會(huì)率先“用腳投票”，談及幫助開發(fā)者或許還為時(shí)尚早。

但無論如此，積極轉(zhuǎn)型也預(yù)示著新的變化的開始。至于這場(chǎng)“硬件開源”的升級(jí)版絕地求生，到底是恢弘故事的開頭，還是狗尾續(xù)貂的序章，時(shí)間終會(huì)證明一切。

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