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面对人工智能这盘棋,英伟达、英特尔都有啥看家本领?

时间:03-17 来源:微型计算机 点击:

人工智能,这个听起来离我们特别遥远的概念,正成为业内最热门的话题。无论是图像识别、人脸匹配,还是自动驾驶、人机交互,人工智能正在给我们带来巨大的惊喜和无与伦比的改变。在人工智能行业中,PC界的巨头自然不可能抽身在外,英特尔和英伟达,正在利用其在CPU、GPU、FPGA以及算法、平台上的优势,向着业界顶端冲击。那么,在人工智能方面,这两家企业有什么布局呢?

人工智能是目前业内研究的焦点。从早期让电脑识别照片开始,到自动驾驶系统逐渐成熟,智能语音系统使用日渐广泛,智能翻译算法也越来越准确,人们看到了一个前所未有的巨大市场-根据瑞银的预测,到2020年,全球人工智能市场将突破1800亿美元。毫不夸张地说,人工智能将成为业内技术爆发和经济增长的重要技术和基本推动力,甚至有人将人工智能和产业革命相关联,认为人工智能将带来不亚于互联网和信息技术的产业革命,将人类从大量无意义的工作中解放出来。

面对如此庞大的市场和未来,抢先行动起来的除了政府和科学界人士外,还有天生嗅觉灵敏的跨国巨头。在IT界这个人工智能的发源地,跨国巨头已经开始动用各种手段布局人工智能行业。其中英特尔和英伟达的动作非常令人关注:它们一个是PC业界巨头,掌握着全球最先进的半导体工艺制程;另一个则是GPU和并行计算的实际规范制定者,正在利用GPU和深度学习撬动人工智能的半壁江山。那么,英特尔和英伟达在人工智能产业上都有哪些实际行动呢?

英伟达的野心
深度学习带来的飞跃

如果说最近几年崛起较快的企业,那其中英伟达一定会占据一个位置。这家公司的估值从2015年的不到一百亿美元暴增到目前约600亿美元,GPU的天然优势和人工智能的快速发展为其带来了爆发的动力。

英伟达最重要的产品是GPU,此外,英伟达还涉足SoC芯片行业,也推出过Tegra系列处理器产品。早期英伟达为了尽可能多的利用GPU的通用计算功能,推出了CUDA语言和相关的开发套件。早期的CUDA环境应用范围和内容都比较少,但是进入人工智能时代后,"CUDA+GPU"的搭配面对深度学习表现出了极强的适应性和强大的计算能力。


从架构角度来说,GPU先天适合深度学习计算。


英伟达利用CUDA和GPU配合,实现了深度学习性能的大爆发。

一般来说,人们认为GPU更适合于大量并发计算,但是不够擅长逻辑判读等操作,这是因为GPU较短的流水线和先天面向图形的设计结构所致。相比之下,CPU的流水线更长,分支预测、逻辑判断等适应性更出色,但是更少的核心数量和较低的计算能力却限制了它的性能。在深度学习应用中,以图形识别为例,将大量的图片信息并发处理,并多次迭代的计算方法对CPU来说太过勉强。目前核心数量最多的CPU也只有32个物理核心,即使有超线程等技术的帮助,也只能做到64线程并发。实际上深度学习要求的并发数量更多,甚至超过数万个,要求的计算能力往往在TFLOPS级别-这样一来,线程数量少、流水线深度较深的CPU就无力维持了,并且在这种应用场景下无论哪个方面,CPU计算效率是远不如GPU的。GPU数千个计算核心和超强的计算能力,很适合这样的大规模并发运算。以英伟达为深度学习推出的Tesla P100为例,单精度计算能力10.6TFLOPS,远超目前最强大的CPU数个数量级。

在硬件和软件上拥有优势后,英伟达的触角伸向了深度学习的应用领域。目前英伟达的主要精力放在下列几个方面:
建立以GPU为核心的人工智能生态圈

英伟达的核心是GPU,这一点在前文也有说明。不过,GPU现在的含义应该从"Graphics Processing Units"转向"General-purpose Processing Units",也就是通用处理器。显然,GPU在人工智能上的用途尤其是深度学习带来的智能化功能,使其能够满足更多场景和环境下的应用。除了硬件外,软件方面英伟达借助CUDA成熟的生态环境,结合GPU的优势,基本上已经成为了人工智能深度学习方面的事实标准。具体到行业应用上,包括超级计算机、大学研究、工业设备以及大量研发类产品,英伟达的"GPU+CUDA"正在不断的攻城略地。

进军自动驾驶
如果说英伟达在人工智能和深度学习上的努力终于开花结果的话,那么最大的那一颗果实就是自动驾驶。在2015年和2016年的CES展会上,英伟达的主题演讲核心内容只有一个,就是自动驾驶平台,主角就是Driver PX和Driver PX2。这两款产品以Terga处理器为核心,搭配GPU来实现高效率的深度学习,最终可以达到Level 3到Level 4级别的自动驾驶。

当然,目前的Driver PX系列产品还存在很多问题,比如功耗过高(超过200W)、稳定性尚未经过考验等。不过,在2017年的CES上,英伟达公布了正在研发的全新一代产品"Xavier",这是一颗专门为深度学习和智能驾驶等应用领域设计的全新的产品,它采用的是新一代512 CUDA Core的Volta GPU架构,搭配八核心CPU,深度学习计算能力可达20DL TOPS,功耗降低至约20W,适合使用在汽车上作为主要计算核心。

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