为何终端场景会催生专用芯片?


终端的场景为什么一定要用终端芯片,而不能通过一个捕捉器做网络传输送到云端、送到服务器端,用服务器的CPU、或GPU、或TPU去处理,然后再返回数据呢?

 

是因为你的网络无论多快,中间都有几百毫秒的时间差,而终端芯片未来都需要做到当机立断、直接分析。

 

比如一个机器人,它看到你之后,需要迅速分析出你有什么特点,并跟你对话。这个过程中,如果机器人只有接收器,需要传送到云端再回来,无论网络多快,都会有时间差。

 

所以,为了提高响应速度,终端开始催生自带处理器的需求,比如能做图像识别、语义识别、语音识别,运动机能的一些处理等,那么这个时候,终端就需要具备一定的人工智能能力(AI能力)。

 


专用芯片起势后,玩家们到底比拼什么?


当专用芯片这个需求起来之后,玩家们就要开始比拼了,具体来说,比的是:

 

第一,你的硬件结构是不是最优。


硬件行业的特点是:没有最优、只有更优。


硬件永远都在迭代,背后的原因,主要是摩尔定律在起作用。此外,当摩尔定律晶体管变成量子化的东西后,它会继续进化,从分子层面进到原子内部层面,再继续找其它的计算位。

 

第二,算法是不是最优。

 

前两年大家非常痴狂的去搞神经网络算法的时候,变体非常多,从最开始简算的RNN变到LSTM,变到更为复杂的结构,从最开始设计CNN,到CNN的复杂结构,再到用CNN做对抗网络…

 

在大家疯狂竞争算法的时候,2017年又出来一个理论说:神经元的基础单元不应该是神经,而应该是一个胶囊;这样一来,算法底层又改了,Hinton先生把自己30年前的学术成果给推翻了。在Capsule  Network中,in&out在单个处理单元上变得更复杂,虽然网络连接过程还是原来的样子。


所以,很多人又只能整个推翻,重来。

 

第三,工程细节是不是最优。


人们也发明了很多种方法,比如原来是全连接的,后来又有CNN部分模块连接,然后又出现了很多类似Dropout的模式,连接着同时遗忘着,发现比正常的还更好。

 

第四,工程上的创新每天都在发生。


每个工程师都有工程上的创新。100个工程师里如果有一个工程师有了意义深远的创新,那么对于整个行业来说,又是一场大变革。

 

无论是怎样的创新,都在不断突破,不断提升效率。比如,在算法上,AlphaGoMaster和AlphaGo  Zero,后者的效率相对前者就有突飞猛进的增长。

 

所以,一旦底层被改变,一切又变得不一样了,又得迭代。比如,原来可能是20秒解决,你能19.8秒解决;但现在,突然底层一变,你变成10秒解决了,就又是一层迭代了。


没办法,这个行业就是这样。

 

从硬件、软硬结合,软件、算法几个方面来看,每天都在迭代,所以它很难:由于它没有定型,无定型态的结果导致对专用芯片的固定性要求是非常苛刻的。


因为专用芯片很大的问题是一旦定板、开模,这个东西就不能改,这是一个很大的问题。所以,如何做一个适用性最强的专用芯片,这是非常重要的。一般的专用芯片做完之后,比如只服务于某一种语音识别机的芯片,一旦算法更新,底层对模块的要求就又不一样了,那么这个专用芯片就不能用了。于是,只能再做一个新的专用芯片。

 

这个事情的迭代速度太快了。

 

芯片的三种类型:


前面大致罗列了专用芯片崛起的背景,接下来我们具体聊一下芯片到底有哪三种类型:


  • 集成型的芯片(CPU、GPU、TPU),属于它的模块阵列非常统一的,它能处理几乎所有的事情,又叫通用型芯片

  • FPGA可编程门阵列

  • 专用芯片


其中,FPGA相当于编写硬件,通过改变硬件可以随时调整功能逻辑,但FPGA有以下几个大问题:

 

  • 成本比较高,真正好的FPGA要8000元-1万元。

  • 编写复杂,门槛高,修改难度大。

  • 编程过程中的效率比高级算法低,这样就导致开发难度也比较大。


所以,FPGA是个过渡过程,它能够衔接通用型芯片和底层专用芯片。

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