人工智能“芯”時代,要抓住IT革命的十倍機會,這份A股名單必須收好

人工智能 GPU 華為 英偉達 選股寶 選股寶 2017-09-05

9月2日消息,華為的首款人工智能芯片如期而至。在德國柏林消費電子展IFA上,華為正式發佈搭載10nm工藝製程的年度旗艦處理器麒麟970。華為消費者BG CEO餘承東表示,這顆帶有強大AI計算力的手機SoC,是業界首顆帶有獨立NPU(Neural Network Processing Unit)專用硬件處理單元的手機芯片。

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華為消費者BG CEO餘承東表示,這一帶有強大AI計算力的手機端移動計算平臺,是業界首顆帶有獨立NPU(Neural Network Processing Unit)專用硬件處理單元的手機芯片。餘承東同時提到華為的人工智能發展戰略:Mobile AI=On Device AI + Cloud AI,即人工智能在未來終端上的實現必須通過端雲協同。

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據瞭解,這款芯片麒麟,並不是嚴格意義上的純CPU芯片,而是一塊SoC(System-on-chip)芯片。所謂的SoC即芯片上集成了若干不同的功能模塊。上面的每一個這些模塊通常都是SoC廠商上游的技術提供商通過IP(intellectual property,知識產權)提供授權,麒麟970上搭載的寒武紀IP,主要用於深度神經網絡(DNN)中的複雜計算,而深度神經網絡正是目前人工智能技術的半壁江山,這樣一來麒麟970將成為全球首款具備人工智能處理能力的SoC芯片。

而在8月18日由中國科學院計算技術研究所(中科院計算所)陳雲霽、陳天石兩兄弟創立的寒武紀科技(Cambricon Technologies)宣佈完成1億美元A輪融資,由國投創業(A輪領投方),阿里巴巴創投、聯想創投、國科投資、中科圖靈、元禾原點(天使輪領投方)、湧鏵投資(天使輪投資方)聯合投資。寒武紀科技在A輪融資後已成為全球AI芯片領域第一個獨角獸初創公司。

寒武期板卡:

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寒武紀芯片:

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寒武紀科技(Cambricon)是中科院計算所孵化的一家獨角獸公司,2016年推出的寒武紀1A處理器(Cambricon-1A)是世界首款商用深度學習專用處理器,面向智能手機、安防監控、可穿戴設備、無人機和智能駕駛等各類終端設備

華為官方在Twitter也發佈了一張海報,上面寫著一句話:“AI不止是語音助手”,預示華為下一代自研的處理器將擺脫束縛,實現更多人機交互的可能性。餘承東認為:“人工智能時代的來臨,意味著移動互聯網進入到智慧互聯網時代,用戶入口將有由從傳統的APP,向智慧助理+API入口發展。未來的智能手機將成為真正的智慧手機,到2025年超過90%的智能終端用戶將從個性化、智慧化的智能個人助理服務中獲益。”

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全球智能芯片領域“搶佔賽道”白熱化

而放眼全球,科技巨頭對於智能芯片追逐和佈局已經到了白熱化的地步:

1. 人工智能顯卡芯片總龍頭英偉達股價2年8倍,繼續領漲美國科技股;

2. 2016年7月20日,軟銀宣佈將以243億英鎊(約合320億美元),43%的溢價收購移動端芯片總龍頭ARM,英國芯片設計公司ARM;

3. 2016年9月,英特爾收購視覺芯片公司Movidius;

4. 2017年3月,英特爾宣佈以153億美元收購以色列無人駕駛Mobileye;

5.谷歌自主研發人工智能數據中心芯片TPU,搭載AlphaGo應用,橫掃人類圍棋界

“芯片”是站在整個電子產業鏈最頂端的行業,在英特爾芯片壟斷PC時代、ARM芯片稱霸移動互聯網時代的歷史進程中芯片永遠都是作為產業鏈最上游,是行業先導指標。核心芯片決定一個計算時代的基礎架構!當今谷歌、微軟、IBM、Facebook、英偉達等IT巨頭之所以紛紛投巨資加速人工智能核心芯片的研發,都是意圖從源頭上掌控核心芯片架構,取得人工智能計算時代的主導權。未來3-5年,隨著人工智能定製芯片的突破,所有行業都將實現人工智能化!屆時,智能化市場之規模和容量將數十倍於現今的移動互聯網市場。

在PC時代處於霸主地位的X86架構和移動互聯網時代壟斷全行業的ARM架構的發展歷程表明,核心芯片決定了一個新的計算平臺的基礎架構和發展生態,新的計算時代來臨之時往往是新興企業彎道超車的絕佳機遇,目前使用的GPU、FPGA均非人工智能定製芯片,天然存在侷限性,人工智能專用芯片對於IT巨頭和初創企業是同一起跑線的藍海。

目前以深度學習為代表的人工智能新計算需求,主要採用 GPU、FPGA,AISC定製化芯片等已有適合並行計算的通用芯片來實現加速。

三種主流人工智能芯片方向:GPU, FPGA,AISC定製

GPU:以英偉達為主導的GPU芯片,作為圖像處理器,設計初衷是為了應對圖像處理中需要大規模並行計算。因此,其在應用於深度學習算法時,存在應用過程中無法充分發揮並行計算優勢,硬件結構固定不具備可編程性,運行深度學習算法能效遠低於 FPGA。

FPGA:即現場可編輯門陣列,是一種新型的可編程邏輯器件。其設計初衷是為了實現半定製芯片的功能,即硬件結構可根據需要實時配臵靈活改變。目前的FPGA 市場由 Xilinx 和 Altera 主導,兩者共同佔有 85%的市場份額,其中Altera 在 2015 年被 intel 以 167 億美元收購(此交易為 intel 有史以來涉及金額最大的一次收購案例),另一家Xilinx 則選擇與 IBM 進行深度合作,背後都體現了 FPGA 在人工智能時代的重要地位。

對於機器學習算法的性能和功耗的角度來說:FPGA 可以開發出為機器學習算法專用的架構,但是 FPGA 本身的峰值性能較 GPU 要差很多。

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FPGA 實現的機器學習加速器在架構上可以根據特定應用優化所以比 GPU 有優勢,但是 GPU 的運行速度(>1GHz) 相比 FPGA 有優勢 (~200MHz)。所以,對於平均性能,看的就是 FPGA 加速器架構上的優勢是否能彌補運行速度上的劣勢。

AISC定製:ASIC是指依產品需求不同而定製化的特殊規格集成電路,由特定使用者要求和特定電子系統的需要而設計、製造。以谷歌TPU為代表的AISC定製化芯片(包括4個芯片能夠提供180TFLOPs浮點運算的計算能力)就是一種最大化性能需求和成本能耗平衡的重要手段。

打個形象的比方,我們設計一款人工智能芯片就像設計一個某種功能的房子,那麼我們有三種選擇:

1. 買一個已有的比較通用的房子,然後改變內部的軟件設施來讓這個房子達到我們需要的功能,優點是對於用戶代價小,但肯定沒法達到性能最大化,這就對應了通用型GPU芯片

2. 買一個半成品的房子,我們可以隨時改變房子裡面的各個房間格局,優點是相對第一種房子性能肯定會更貼近我們需求,而且也保證了一定靈活性,如果需求有改變,可以隨時再改變內部房間格局,這對應了FPGA芯片

3. 完全一塊磚一塊磚按自己需求重新搭建一個房子,這種肯定性能上最能貼近我們的需求,但是一次性投入太大,如果不是確定性需求需要冒風險,這就對應ASIC芯片。

所以我們可以不難理解為什麼大部分創業公司都會採用英偉達GPU這類生態成熟的通用芯片,為什麼在人工智能算法沒有最終成熟需要不斷改進時FPGA會出現在一些應用領域,而谷歌這類財大氣粗自己需求量很大的公司自己用ASIC的TPU。

終端應用的兩種智能芯片應用模式:

種是通用GPU處理器採用較為通用的處理器,如movidius、英偉達的Jetson系列芯片,通用性較好,能夠運行各類神經網絡算法,但價格相對較高,主要針對高端市場。這類芯片的代表就是剛剛被intel收購的Movidius公司,它們推出 Myriad 系列VPU(視覺處理器)平臺可以用於3D感知及掃描建模的芯片,可以支持室內導航、360度全景視頻處理等機器視覺應用。

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第二種是以華為麒麟kirin970為標誌的SoC芯片,將已經訓練好的較為通用的智能識別類算法直接固化為IP,嵌入到SOC芯片中,優點是因為是專用芯片(ASIC),量產後功耗、價格等都極具優勢,但功能拓展性有限。例如在安防領域,商湯科技的SenseEmbed將深度學習人臉識別算法通過高性能計算極致優化,搭建底層算法最優解決方案,利用商湯科技自主研發的PPL、FastCV高性能異構並行計算組件庫,能將複雜的深度學習算法集成在一張小小的芯片中,進行毫秒級識別速度。目前已支持海思Hi3519/Hi3516A/Hi3516D、飛思卡爾IMX6、ARMCortexA7等多款主流嵌入式芯片,將為硬件設備提供最優深度學習算法引擎。

重點關注:建議分別從硬件和應用兩方面關注具備行業先導指標的意義的公司,人工智能產業發展初期率先啟動、彈性最大的行業。

投資機會有哪些?

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*免責聲明:文章內容僅供參考,不構成投資建議

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