寒武紀(jì)研發(fā)國際首個深度學(xué)習(xí)NPU，光靠指令集就能吃飽？

芯片是戰(zhàn)略要地。目前 GPU 芯片在深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練領(lǐng)域獲得大范圍的應(yīng)用，但受制于功耗、應(yīng)用優(yōu)化性等方面的限制，仍有眾多的巨頭和初創(chuàng)公司在該領(lǐng)域積極探索，英特爾 2016 年發(fā)布 Nervana AI 處理器，可加速各類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。谷歌 2016 年也發(fā)布了自己的 ASIC 芯片 TPU，用于加速深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，微軟、AMD、百度等也相繼加入戰(zhàn)局。

寒武紀(jì)研發(fā)了國際首個深度學(xué)習(xí)專用處理器芯片(NPU)，目前其 IP 指令集，已擴(kuò)大范圍授權(quán)集成到手機(jī)、安防、可穿戴設(shè)備等終端芯片中，2016 年就已拿到 1 個億元訂單。

執(zhí)行董事羅韜 26 日表示，目前寒武紀(jì)深度學(xué)習(xí)處理器，若以階段性論，還處于相當(dāng)于“ARM”的授權(quán)階段，未來一年內(nèi)，將推出芯片問世，并擬與臺積電先進(jìn)工藝制程展開合作。

寒武紀(jì)之所以想要開發(fā)一款專用的深度學(xué)習(xí)處理器，因?yàn)橛斜匾袑ｉT的深度學(xué)習(xí)處理處，來提升效能與克服降低功耗。通用芯片與專用芯片相比，就像是一把萬能的瑞士軍刀與菜刀之比，想要切菜得好，必須有專用的菜刀堪用。而深度學(xué)習(xí)是處理智能應(yīng)用迄今最好的方法。

羅韜表示，AI 已經(jīng)在很多領(lǐng)域超越了人腦。但是傳統(tǒng)的 CPU/GPU 處理深度學(xué)習(xí)效率低下，他舉例，AlphaGo 使用上千個 CPU 和數(shù)百個 GPU，下一盤棋的電費(fèi)就高達(dá) 3000 美元，相當(dāng)耗能。

而寒武紀(jì)的目標(biāo)，據(jù)稱，是要讓 1 瓦以內(nèi)功耗的攝像頭、手機(jī)、甚至手表都能和 AlphaGo 一樣“聰明”。

光靠 NPU 指令集就已賺錢
他也分享目前寒武紀(jì)的近況。就在 2016 年國際計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)年會中，約有 1/6 的論文都引用寒武紀(jì)開展神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器研究。

目前寒武紀(jì)設(shè)立了三條產(chǎn)品線：首先是智能終端處理器 IP 授權(quán)，智能 IP 指令集可授權(quán)集成到手機(jī)、安防、可穿戴設(shè)備等終端芯片中，客戶包括國內(nèi)頂尖 SoC 廠商，目前已經(jīng)開始投入市場。而 2016 年全年就已拿到 1 個億元訂單。這也使得寒武紀(jì)研發(fā)了國際首個深度學(xué)習(xí)專用處理器芯片，于 2016 年第一年成立，就實(shí)現(xiàn)盈利。

其次，在智能云服務(wù)器芯片領(lǐng)域：作為 PCIE 加速卡插在云服務(wù)器上，客戶主要是國內(nèi)的知名服務(wù)器廠商。

另外，家用智能服務(wù)機(jī)器人芯片：從智能玩具、智能助手入手，使服務(wù)機(jī)器人獨(dú)立具備看聽說的能力。客戶是各類下游機(jī)器人廠商，產(chǎn)品的推出將比智能云服務(wù)器芯片更晚一些。

日前中科院還注資 1000 萬元，這 1000 萬元專項(xiàng)資金一方面用于人工智能芯片的基礎(chǔ)性研究，探索下一代人工智能芯片的架構(gòu)、算法以及在一些新型場景（如 AR/VR）中的應(yīng)用開發(fā)方法。

下一階段重點(diǎn) 流片商用問世
據(jù)指出，DianNao 是寒武紀(jì)系列的第一個原型處理器結(jié)構(gòu)，平均性能超過主流 CPU 核的 100 倍，但面積和功耗僅為 1/10，效能提升可達(dá)三個數(shù)量級。

寒武紀(jì)處理器能直接面對大規(guī)模神經(jīng)元和突觸處理，一條指令完成一組神經(jīng)元處理，相比傳統(tǒng)執(zhí)行 x86 指令集的芯片，有數(shù)量級的性能提升，未來在云服務(wù)器和智能終端上的圖像識別、語音識別、人臉識別等方面有著較廣應(yīng)用前景。

而邁入下一個階段，寒武紀(jì)從 IP 指令集授權(quán)，到推出商用芯片問世，預(yù)料是目前緊鑼密鼓籌備的重點(diǎn)。

相關(guān)人士也指出，寒武紀(jì)目前鎖定與臺積電最先進(jìn)的工藝制程合作，其中對其量產(chǎn)成熟的 14 納米工藝很有興趣。預(yù)期最快一年后流片。

行業(yè)人士還指出，國內(nèi)現(xiàn)在高端芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域的實(shí)力已經(jīng)提升，但是國內(nèi)晶圓代工廠的工藝制程還沒跟上節(jié)奏，包括展訊 14 納米找英特爾代工、兆芯 14 納米 CPU 也都選擇與臺積電合作。

相關(guān)人士表示，目前看國內(nèi)芯片廠的技術(shù)節(jié)點(diǎn)仍落于國外兩到三個世代，在 28 納米工藝制程還未站穩(wěn)腳跟的當(dāng)下，在國內(nèi)選擇綜合考量上，高端芯片會多傾向以選擇臺積電、GLOBALFOUNDRIES 為主，而臺積電則又較具兩岸優(yōu)勢。

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