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| 本文作者： 包永剛 | 2019-11-14 18:55 |
雷鋒網(wǎng)消息，11月14日，寒武紀在第21屆深圳高交會期間發(fā)布了邊緣AI芯片思元220以及基于思元220，尺寸為U盤大小的M.2加速卡，思元220 M.2邊緣加速卡實現(xiàn)了16TOPS（INT4）或8TOPS（INT8）的算力，售價為1999元。
寒武紀邊緣端AI芯片的發(fā)布，意味著寒武紀已經(jīng)率先完成了云邊端AI芯片的布局，這對于其參與AI市場的競爭非常關(guān)鍵，對于影響成敗的生態(tài)建設(shè)，寒武紀也已經(jīng)有規(guī)劃。
率先進入邊緣AI芯片市場
一般情況下，AI芯片按照算力可以分為云端、邊緣端和終端。云端AI芯片的算力通常達到上百TOPS，主要用于AI算法的大規(guī)模訓練，典型的代表是英偉達的GPU。終端AI芯片則是為了滿足IoT、手機、智能攝像頭等的AI推理，算力在1~4TOPS之間，Arm以及不少AI芯片初創(chuàng)公司都已經(jīng)推出了終端AI芯片。
邊緣AI芯片的算力介于終端和云端之間，范圍在8~30TOPS，為滿足的算力需求比終端更大的場景，可以對邊緣端匯聚的數(shù)據(jù)進行AI的訓練和推理，這一市場目前產(chǎn)品還不多，而寒武紀思元220正是瞄準這一市場。
據(jù)悉，思元220芯片采用的是臺積電16nm工藝，基于寒武紀最新一代智能處理器MLUv02架構(gòu)，實現(xiàn)最大32TOPS（INT4）算力，功耗僅10W。寒武紀副總裁劉道福介紹，寒武紀最新一代處理器架構(gòu)有六大方面的提升和優(yōu)化，分別是：
第一，通過重新設(shè)計運算電路，運算指令的能效大幅提升，單核算力提升8倍；
第二，增加了數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮指令，大幅節(jié)省內(nèi)存容量和訪存帶寬；
第三，指令集擴展近百條，功能更強大更靈活；
第四，增加int4和int16的運算指令，可根據(jù)需求靈活選擇，在高性能的場景使用更高性能的int4，在高精度的場景，使用更高精度的int16。
第五，增加了共享的軟件可管理的共享緩存，可以軟件直接控制在處理器核之間進行通訊，從而大大優(yōu)化多核性能；
第六，為了方便處理復(fù)雜數(shù)據(jù)，增加了靈活的轉(zhuǎn)置等指令，可以支持各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)預(yù)處理。
作為一款深度學習邊緣加速芯片，思元220除了核心的自研AI加速器，還集成了4核Arm A55 CPU，主頻為1.5GHZ，以及PCIe3.0 1X4 or 2X2, SDIO3.0, eMMC 5.1, 雙千兆以太網(wǎng)口。
對于國內(nèi)非常關(guān)注的RISC-V架構(gòu)處理器CPU，劉道福接受雷鋒網(wǎng)等少數(shù)媒體采訪時表示，寒武紀對于RISC-V的開放表示欣賞，也認為其在IoT等領(lǐng)域存在一定的發(fā)展空間。寒武紀對CPU伙伴一向采取開放合作的態(tài)度，也一直在關(guān)注RISC-V的發(fā)展動態(tài)。
當然，為了降低AI芯片的應(yīng)用門檻，寒武紀基于思元220推出了M.2加速卡，通過標準的M.2接口可以快速實現(xiàn)加速，售價1999元。未來，寒武紀還會推出更高算力的產(chǎn)品形態(tài)。劉道福透露，寒武紀的邊緣芯片計劃按照一年一代的速度進行迭代。
寒武紀副總裁劉道福
云邊端AI芯片矩陣已經(jīng)形成
思元220的發(fā)布的意義在于，一方面是其率先進入了邊緣計算的市場，另一方面，也標志著寒武紀完成了云邊端的AI芯片布局。寒武紀科技創(chuàng)始人兼CEO陳天石在去年新一代終端智能處理器IP 產(chǎn)品Cambricon 1M、首款云端智能芯片 Cambricon MLU100 和板卡產(chǎn)品發(fā)布會上就表示，三年前我們就開始了兩顆芯片的研發(fā)，我們時刻準備著將寒武紀的產(chǎn)品放入云端。
今年6月，寒武紀宣布推出第二代云端AI芯片思元270（MLU270）及板卡產(chǎn)品。更早的2016年，寒武紀就推出了“寒武紀 1A”處理器，并且大規(guī)模應(yīng)用于智能手機當中。
劉道福表示，思元220的推出將進一步豐富和完善寒武紀端云一體產(chǎn)品體系，代表著寒武紀云邊端，推理和訓練的產(chǎn)品矩陣已經(jīng)形成。
寒武紀AI芯片產(chǎn)品矩陣形成，能夠讓他們提供更加豐富的產(chǎn)品組合，滿足更多應(yīng)用場景的需求。從算力的角度看，既可以分別滿足云邊端的需求，也可以進行組合實現(xiàn)差異化。從場景看，寒武紀的智能終端處理器IP能夠滿足手機、IoT等終端產(chǎn)品的需求。邊緣端的思元220則可以應(yīng)用于電力、能源、交通、醫(yī)療、零售、金融、物流、教育等領(lǐng)域。云端的思元270面向AI推理的產(chǎn)品已經(jīng)推出，訓練版板卡也計劃于今年內(nèi)推出。
未來，寒武紀還會通過架構(gòu)的創(chuàng)新增強自身的實力。劉道福認為，在AI芯片架構(gòu)創(chuàng)新方面，除了早期的處理器架構(gòu)方面的創(chuàng)新，更多的創(chuàng)新會轉(zhuǎn)向工程技術(shù)，包括先進工藝，先進封裝，比如2.5D，3D封裝，以及chiplet。另外，軟硬件協(xié)同設(shè)計，高效的編譯器技術(shù)對于整個AI芯片的落地也非常重要。
AI生態(tài)建設(shè)影響成敗
軟硬協(xié)同設(shè)計對于AI芯片的落地非常重要，軟件生態(tài)的建設(shè)更是關(guān)系到寒武紀芯片成功的關(guān)鍵。我們看到，寒武紀采用的云端一體的戰(zhàn)略，首先是在產(chǎn)品的命名上，劉道福告訴雷鋒網(wǎng)，我們的產(chǎn)品命名中，第一個數(shù)字的含義是第幾代架構(gòu)，今年推出的云端和邊緣端產(chǎn)品都是采用我們的第二代架構(gòu)，所以云端和邊緣端產(chǎn)品第一個數(shù)字都是2，第二個數(shù)字用于區(qū)分云端和邊緣端。未來隨著產(chǎn)品線進一步擴充，第二個數(shù)字會有更多型號，以便區(qū)分應(yīng)用場景，具體包括區(qū)分邊緣或云端，或者區(qū)分推理或訓練等。
除了統(tǒng)一的處理器架構(gòu)和指令集，寒武紀也采用統(tǒng)一的軟件棧。劉道福表示，寒武紀在終端和云端的AI芯片共享同樣的軟件接口和生態(tài)，我們稱為Cambricon Neuware。通過云產(chǎn)品的應(yīng)用不斷升華寒武紀軟件棧的先進性，通過端的應(yīng)用不斷推廣寒武紀軟件棧的實用性以及用戶和開發(fā)者數(shù)量。這個思想是寒武紀率先提出的，也得到了很多業(yè)內(nèi)同行的響應(yīng)、認同，或在自建系統(tǒng)上也吸收采納類似的做法。
具體而言，Cambricon Neuware包含了多種深度學習/機器學習編程庫，以及編程語言、編譯器、程序調(diào)試/調(diào)優(yōu)工具、驅(qū)動工具和視頻編解碼工具等。在云端，開發(fā)者可以利用NeuWare提供的完備工具鏈簡單高效地實現(xiàn)深度學習乃至機器學習應(yīng)用的開發(fā)和調(diào)試；在終端，可以借助云端豐富的硬件資源和強大的功能進行開發(fā)和調(diào)試，僅在部署階段將開發(fā)完成的離線文件部署到終端上，解決了終端上開發(fā)調(diào)試困難的問題。同時，由于同是基于Cambricon指令集，因此云端和終端的應(yīng)用程序可以做到無縫的相互切換。
寒武紀將如何進一步完善生態(tài)？據(jù)了解，寒武紀會重點發(fā)力高校和開發(fā)者生態(tài)。高校方面，已經(jīng)和很多國內(nèi)頂級高校進行了聯(lián)合課程等實踐，在開發(fā)者生態(tài)方面，寒武紀開發(fā)者論壇已上線，寒武紀版本Caffe已開源，后續(xù)會持續(xù)有更多組件開源開放出來，開發(fā)者社區(qū)的其他功能組件也將繼續(xù)完善。
劉道福還指出，在生態(tài)構(gòu)建方面，開放和標準化是個非常重要的因素，當前人工智能框架層面已經(jīng)很開放了，并且形成了一些事實標準。而人工智能芯片當前的狀態(tài)，卻不如軟件那么開放和標準化，因此，未來人工智能芯片評測標準，乃至指令的開放和標準化，會是一個值得關(guān)注的方向。
雷鋒網(wǎng)小結(jié)
作為國內(nèi)的AI獨角獸，寒武紀廣受關(guān)注。不過，關(guān)注度就意味著更大的壓力，特別是在AI芯片進入落地階段的當下，如何更好更快地落地對寒武紀同樣是巨大的考驗。隨著思元220的發(fā)布，寒武紀云邊端都推出了產(chǎn)品，豐富的產(chǎn)品有利于寒武紀獲得更多的客戶。但更為關(guān)鍵的是通過軟件建設(shè)強大的生態(tài)推動芯片的迭代及AI的發(fā)展，這時候，除了提供易用且高性能的產(chǎn)品外，保持開放的心態(tài)也非常關(guān)鍵。
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