智能芯片行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

　　從全部GPU市場(chǎng)來看，英特爾目前占了71%，英偉達(dá)占了16%，AMD占了13%。在傳統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域，一步落后，步步落后，目前世界領(lǐng)先的工藝已經(jīng)進(jìn)化到了7nm級(jí)別，但中國還要從28nm從頭追起。以下對(duì)智能芯片行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析。

　　智能芯片行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析，2016年成為芯片企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)巨頭們?cè)谛酒I(lǐng)域全面展開部署的一年。2016年人工智能芯片市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到6億美元，預(yù)計(jì)到2021年將達(dá)到52億美元，年復(fù)合增長率達(dá)到53%，增長迅猛。

　　2016-2021年全球人工智能芯片市場(chǎng)規(guī)模

　　人工智能芯片到目前為止還沒有一個(gè)準(zhǔn)確的定義，廣義的講，滿足人工智能應(yīng)用需求的芯片都可以稱之為人工智能芯片。2016-2021年中國智能卡芯片行業(yè)市場(chǎng)需求與投資咨詢報(bào)告表明，其實(shí)目前大部分的人工智能應(yīng)用場(chǎng)景下，我們還是使用GPU、FPGA等已有的適合并行計(jì)算的通用芯片來實(shí)現(xiàn)人工智能算法。現(xiàn)從三種技術(shù)路線分析智能芯片行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。

　　1、DPU

　　GPU使用SIMD(單指令多數(shù)據(jù)流)來讓多個(gè)執(zhí)行單元以同樣的步伐來處理不同的數(shù)據(jù)，原本用于處理圖像數(shù)據(jù)，但其離散化和分布式的特征，以及用矩陣運(yùn)算替代布爾運(yùn)算適合處理深度學(xué)習(xí)所需要的非線性離散數(shù)據(jù)。智能芯片行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析，作為加速器的使用，可以實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)算法。GPU由并行計(jì)算單元和控制單元以及存儲(chǔ)單元構(gòu)成GPU擁有大量的核(多達(dá)幾千個(gè)核)和大量的高速內(nèi)存，擅長做類似圖像處理的并行計(jì)算，以矩陣的分布式形式來實(shí)現(xiàn)計(jì)算。同CPU不同的是，GPU的計(jì)算單元明顯增多，特別適合大規(guī)模并行計(jì)算。

　　2、FPGA

　　FPGA是用于解決專用集成電路的一種方案。專用集成電路是為特定用戶或特定電子系統(tǒng)制作的集成電路。人工智能算法所需要的復(fù)雜并行電路的設(shè)計(jì)思路適合用FPGA實(shí)現(xiàn)。智能芯片行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析，F(xiàn)PGA計(jì)算芯片布滿“邏輯單元陣列”，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊，輸入輸出模塊和內(nèi)部連線三個(gè)部分，相互之間既可實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能又可實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯功能的獨(dú)立基本邏輯單元。FPGA相對(duì)于CPU與GPU有明顯的能耗優(yōu)勢(shì)，主要有兩個(gè)原因。首先，在FPGA中沒有取指令與指令譯碼操作，在Intel的CPU里面，由于使用的是CISC架構(gòu)，僅僅譯碼就占整個(gè)芯片能耗的50%;在GPU里面，取指令與譯碼也消耗了10%～20%的能耗。其次，F(xiàn)PGA的主頻比CPU與GPU低很多，通常CPU與GPU都在1GHz到3GHz之間，而FPGA的主頻一般在500MHz以下。如此大的頻率差使得FPGA消耗的能耗遠(yuǎn)低于CPU與GPU。

　　3、ASIC

　　智能芯片行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析，ASIC(專用定制芯片)是為實(shí)現(xiàn)特定要求而定制的芯片，具有功耗低、可靠性高、性能高、體積小等優(yōu)點(diǎn)，但不可編程，可擴(kuò)展性不及FPGA，尤其適合高性能/低功耗的移動(dòng)端。目前，VPU和TPU都是基于ASIC架構(gòu)的設(shè)計(jì)。針對(duì)圖像和語音這兩方面的人工智能定制芯片，目前主要有專用于圖像處理的VPU，以及針對(duì)語音識(shí)別的FAGA和TPU芯片。

　　智能芯片行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析，當(dāng)前的人工智能正處于產(chǎn)業(yè)化的早期階段，所有的國家都站在了同一條起跑線上。而中國政府從上至下給予了人工智能高度的關(guān)注，完成了一系列政策層面的頂層設(shè)計(jì)。智能芯片行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析，而擁有大量的數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)主權(quán)的管理以及應(yīng)用場(chǎng)景的本土化，也必將進(jìn)一步助力中國本地芯片公司的崛起。而作為扎根中國的外資企業(yè)們，也應(yīng)積極投身中國的人工智能發(fā)展大潮之中，在技術(shù)、市場(chǎng)和人才等方面和本土公司開展共贏合作，共同助力中國人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和壯大。

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