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在阿里内部的体系中,阿里巴巴发布了第一颗自

2020-01-14 作者:计算机网络   |   浏览(153)

这几年,在云计算上排名靠前的头部厂商纷纷开始投入芯片领域,尤其是AI芯片,谷歌、阿里巴巴、亚马逊AWS等云厂商都在开发用于机器学习等应用场景的芯片技术。不同的技术路径乱花渐欲迷人眼。

平头哥到底是谁?

那么,这款性能超强的AI芯片的能力值到底如何呢?

张建锋表示,平头哥用大概一年多的时间实现了含光800从设计到商用。

张建锋介绍,含光800在业界标准的ResNet-50测试中推理性能达到78563 IPS,比目前业界最好的AI芯片性能高4倍;能效比500 IPS/W,是第二名的3.3倍。

如此硬核的技术能力,果然已经让众人见识到了平头哥的不凡。

在过去10多年里,云计算改变了IT产品的产权归属,从客户端转移到云厂商。在这个转变的过程中,整个产业链的核心环节还算稳定,依旧是英特尔、AMD、英伟达等厂商提供芯片,联想、戴尔、浪潮等厂商组装服务器,然后卖给AWS、阿里云等这样的云计算厂商,由云厂商以服务和按需消费的方式提供给最终客户。

在资本助力下,AI芯片这一“增量”市场迅速群雄并起,既有英特尔、英伟达、谷歌等老牌玩家,也有寒武纪、地平线、深鉴科技等国内后起之秀。

今日召开的云栖大会上,“平头哥”并没有辜负大家的期待,带来了阿里巴巴首款AI芯片——含光800。

但他也坦言,半导体需要巨头不断投入,有泡沫才有机会,才有更多的人才愿意加入。虽然与英伟达、英特尔这些芯片厂商相比,云服务厂商的AI芯片计划仍处于相对初级阶段。但芯片主要是自用,为自家的AI应用量身打造,也将更加符合自身产品的特性。

为什么要用“含光”命名?含光为上古三大神剑之一,该剑含而不露,光而不耀。阿里巴巴用它来作为公司首款芯片的命名,体现了他们在这个领域的雄心与谦逊。

2019年7月25日,平头哥成立后发布了第一个成果,基于RISC-V的处理器IP核玄铁910。据介绍,玄铁的性能比公开的RISC-V最好处理器还要提升40%,主频功耗仅为0.2瓦。

比如,拍立淘是手机淘宝上用图片搜索商品的一个功能,拍立淘商品库每天新增10亿商品图片,为了让用户快速从海量图片中精准搜索到商品,需要强大的计算力支撑,使用含光800搜索效率可提升12倍,时间从传统通用GPU的1小时缩减至5分钟。

2018年云栖大会上,阿里巴巴宣布整合中天微与达摩院芯片团队,成立“平头哥”半导体公司。据了解,“平头哥”由阿里此前收购的芯片公司——中天微系统有限公司,以及达摩院的自研芯片业务整合而来,阿里巴巴董事局主席马云亲自将其命名为“平头哥半导体有限公司”,旨在推进云端一体化的芯片布局。

一般而言,芯片行业属于投入大、周期长、突破慢的领域,但成立才刚刚满一年的平头哥半导体公司,却在短时间内能够这么快推出首款芯片,而且芯片一推出,就能够在性能上达到世界尖端水平,只能说,阿里旗下平头哥的实力,着实不能小觑。

9月25日,阿里巴巴集团首席技术官兼阿里云智能总裁张建锋发布了阿里的首款AI芯片含光800,该芯片是一款云端AI芯片,属于AI推理芯片。含光800主要应用于视觉场景,已经在阿里巴巴集团内多个场景大规模应用,其他企业可以通过阿里云获得含光NPU的算力。

AI芯片市场群雄并起

阿里巴巴方面的专家表示,在人工智能场景中,含光800是传统异构计算很好地补充,通过阿里云可以为企业提供更多的选择,未来他们还会推出更多形态的人工智能芯片,在终端、云数据中心都会有更大规模的部署和应用。

芯片投资成重资产游戏

硬件层面采用自研芯片架构,通过推理加速等技术,有效解决芯片性能瓶颈问题;

根据阿里巴巴在芯片上的定位,那就是端上做芯片基础设施,云端为企业提供普惠算力。例如,处理器是所有高端系统芯片都需要的产品,它是最核心的基础设施产品,AI芯片是人工智能场景最高效的算力单元,阿里将投入重金打造好这些技术,同时构建应用生态。

芯片厂商面临着技术路径的选择:CPU虽然能解决单次复杂问题,但无法支撑深度学习的大规模并行计算需求。GPU最初随着图像处理需求出现,处理大量数据并行运算、浮点运算的能力迎合了深度学习的需求,相比CPU处理速度更快、功耗更低,因此被最先引入深度学习。FPGA可以通过FPGA配置文件来定义这些门电路及存储器间的连线,从而实现特定的功能,并且可以通过配置特定的文件将FPGA转变为不同的处理器。虽然有可以多次更改的优势,但是在AI芯片的进展上不算快。ASIC则是为了特定应用而设计的集成电路,除了不能扩展以外,在功耗、可靠性、体积方面都有优势,在云端和终端上挤满了一众蓄势待发的AI厂商。

而这位“平头哥”,实际上是来自非洲大草原一种动物,叫做非洲蜜獾,头顶一片白毛,宛如被剃了平头,外表看起来杀伤力像个青铜,实际上是个王者。

对于平头哥想打造的芯片生态,我们可以用平台思维去理解:平头哥先解决芯片技术比较难的部分,然后用算法和集成的方法,让更多的企业参与到其中,根据自己所需要的应用和场景进行开发,打造起平台生态。

含光800是一款云端AI芯片,后续会做PC、手机端上的芯片,用IP的形式去赋能客户。先在云端做大芯片、技术上占领制高点,如果在云上做成了之后,客户对于公司在PC、手机等端上也会充满信心。骄旸表示。

在9月25日的2019杭州云栖大会上,阿里巴巴发布了第一颗自研芯片——含光800,阿里巴巴首席技术官现场展示了这款AI芯片,这款芯片究竟有哪些新技术?

在动物世界中,平头哥几乎是拥有最强大的好战基因,虽然体态小巧,却不畏比之庞大十数倍的猛兽毒虫,骁勇善战,常常能够以小博大,成功反制。平头哥强大的杀伤力,已经被网友票选为“实力票选为”除了人类以外,基本没有天敌的动物。

行业的共识是,未来云计算一定成为全社会的基础设施或者公共服务,这时就需要云计算服务做到有规模,成本低,并且使用便利。

软件层面集成了达摩院先进算法,针对卷积神经网络CNN及视觉类算法深度优化计算、存储密度,可实现大网络模型在一颗网络处理器上完成计算。

很多AI芯片公司,推出研发芯片后往往没有下文,这是因为他们尚属于芯片打造和场景设计阶段,而平头哥带出的“含光800”从诞生开始就能够实现大规模的场景应用。

目前,含光800已应用于阿里巴巴集团内多个场景,例如视频图像识别/分类/搜索、城市大脑等,未来还可应用于医疗影像、自动驾驶等领域。

在动物世界中,平头哥几乎是拥有最强大的好战基因,虽然体态小巧,却不畏比之庞大十数倍的猛兽毒虫,骁勇善战,常常能够以小博大,成功反制。平头哥强大的杀伤力,已经被网友票选为“实力票选为”除了人类以外,基本没有天敌的动物。阿里将平头哥命名为旗下半导体公司,颇有深意。

以杭州城市大脑实时处理1000路视频为例,过去使用GPU需要40块,延时为300ms,单路视频功耗2.8W;使用含光800仅需4块,延时150ms,单路视频功耗1W。

49彩票集团,相比之下,含光800性能突破得益于软硬件的协同创新,芯片架构方面,含光800采用创新的架构,针对深度学习中使用的大量权重参数和张量数据,在支持稀疏压缩与量化处理的基础上,通过独特设计的数据访存与流水线处理技术,大大减低了I/O需求和数据的搬移。NPU同时深度优化了卷积、向量计算和各种激活函数,通过更有效的硬件资源调度和全并行的数据流处理,提升了AI运算的性能和能效。

此前CPU也可以执行AI算法、提供算力,但由于AI往往需要海量并行计算,CPU架构并不能达到最优性价比。因此GPU、FPGA、ASIC为代表的AI芯片应运而生,此外还有类脑芯片、可重构计算芯片架构的通用AI芯片等。

据阿里巴巴方面的专家介绍,这款芯片能够达成这样的表现,得益于软硬件的协同创新。

平头哥的做法是通过自研架构大幅减少对内存的访问,在保证性能的情况下,把芯片功耗降到最低水平。具体而言,含光800会根据神经网络推理运算特征,设计特定的硬件、高速连接的存储结构以及专用指令集,对内存和计算单元实现高效组织管理,实现单条指令完成多个操作,提高计算效率和内存访问效率。

从自研飞天操作系统、到发布云端AI推理芯片,阿里巴巴在芯片、云和AI三大业务之间的协同关系初现雏形。这应该是面向未来十年的布局。正如张建锋在演讲中所述,阿里云目标成为软硬件一体化的云平台。

1、交通状况识别

2018年云栖大会期间,阿里巴巴宣布成立一家独立运营的芯片公司——“平头哥半导体有限公司”。一年过去,阿里的芯片战略进展如何?

华为副董事长胡厚崑一周前在华为全联接大会上演讲表示,未来智能世界需要两个关键技术的持续创新和投入,一是连接,另一个是计算。华为认为,预计5年后,AI计算所消耗的算力,将会占到全社会算力消耗总量的80%以上。基于这样的变化,华为认为计算正在进入一个新的智能时代。Gartner数据预计,到2023年,计算产业的规模将超过2万亿美元。

为什么要用“含光”命名?

有不愿意透露姓名的分析师质疑,含光公布的指标是IPS,一改以往算flops的习惯,P4也是几年前的产品了,AI产品对标的标的有些讨巧。

2019年7月25日,平头哥成立后发布了第一个成果,基于RISC-V的处理器IP核玄铁910。据介绍,玄铁的性能比公开的RISC-V最好处理器还要提升40%,主频功耗仅为0.2瓦。

据称,这款AI芯片刷新了全球推理性能最高纪录。有业内评论认为,平头哥凭借芯片领域一系列产品,阿里有望在AIoT赛道上占尽优势,抢先站上了万亿市场的风口。

此前,华为云总裁郑叶来对记者表示,公有云未来的集中度会越来越高,以后不仅仅是玩资本的游戏,更是一个研发投资的游戏。做B端的生意,它一定不可能去挣快钱的。未来公有云不是长板战略,说我有一个东西特别厉害。别人学你,不会的。未来的云服务一定是短板战略,哪个不行就没人学你。客户买的是一个服务。云服务首先是短板战略,你哪个东西不行你就麻烦了。

张建锋现场介绍,含光800已经率先在阿里内部多个业务场景开启大规模应用。从视频图像识别、分类、搜索,到城市大脑等,未来还可应用于医疗影像、自动驾驶等领域。

平头哥到底是谁?

阿里官方表示,成立仅一年的芯片公司平头哥仅用7个月时间完成了前端设计,之后用3个月成功流片。和绝大多数芯片商不同的是,平头哥的目的并非卖芯片,含光800将通过阿里云对外输出AI算力,未来企业可以通过阿里云获取含光800的算力。

如此硬核的技术能力,让众人见识到了平头哥的不凡。不过话说回来,平头哥和阿里到底有怎样的渊源?

平头哥介绍称,“在这个平台研发芯片的企业,只需专注于20%的专用设计工作量,并让这20%的工作产生80%的价值”。

不过过去两年间,随着人工智能的兴起,市场的风向有了变化。

“全球最高性能AI推理芯片”

阿里巴巴芯片版图浮出水面

根据高盛的统计,2017云计算的市场渗透率达到了8%,2021年渗透率将增长至15%。未来它将成为IT市场的主导。

阿里巴巴集团CTO、达摩院院长张建锋说:“在全球芯片领域,阿里巴巴是一个新人,玄铁和含光800是平头哥的万里长征第一步,我们还有很长的路要走。”

从去年成立平头哥半导体公司开始,外界对阿里巴巴在芯片方面的布局动作始终关注颇高。在今日的云栖大会上,平头哥果然交出了漂亮的答复。

平头哥借力于阿里在软硬件方面的积累。算法方面,阿里巴巴达摩院机器智能实验室过去两年构建了完整的算法体系,涵盖语音智能、语言技术、机器视觉、决策智能等方向,并且取得多个世界领先水平的成果;硬件方面,阿里巴巴此前已在服务器、FPGA以及存储等领域拥有多年研发经验,此外,平头哥团队在体系结构、编译技术等领域拥有深厚的技术储备。

阿里巴巴第一颗芯片诞生了!

此外,目前基于含光800的AI云服务已正式上线。未来,含光800不仅服务阿里内部场景,还将全面通过云服务开放。

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