國內AI芯片百家爭鳴，何以抗衡全球技術寡頭

　　本文分析了國內外AI芯片的格局和特點，作者認為，在AI芯片領域，國外芯片巨頭占據(jù)了絕大部分市場份額，不論是在人才聚集還是公司合并等方面，都具有絕對的領先優(yōu)勢。而國內AI初創(chuàng)公司則又呈現(xiàn)百家爭鳴、各自為政的紛亂局面;特別是每個初創(chuàng)企業(yè)的AI芯片都具有自己獨特的體系結構和軟件開發(fā)套件，既無法融入英偉達和谷歌建立的生態(tài)圈，又不具備與之抗衡的實力。

　　如果說 2016 年 3 月份 AlphaGo 與李世石的那場人機大戰(zhàn)只在科技界和圍棋界產(chǎn)生較大影響的話，那么 2017 年 5 月其與排名第一的世界圍棋冠軍柯潔的對戰(zhàn)則將人工智能技術推向了公眾視野。阿爾法狗(AlphaGo)是第一個擊敗人類職業(yè)圍棋選手、第一個戰(zhàn)勝圍棋世界冠軍的人工智能程序，由谷歌(Google)旗下 DeepMind 公司戴密斯 · 哈薩比斯領銜的團隊開發(fā)，其主要工作原理是 “深度學習”。

　　其實早在 2012 年，深度學習技術就已經(jīng)在學術界引起了廣泛地討論。在這一年的 ImageNet 大規(guī)模視覺識別挑戰(zhàn)賽 ILSVRC 中，采用 5 個卷積層和 3 個全連接層的神經(jīng)網(wǎng)絡結構 AlexNet，取得了 top-5(15.3%)的歷史最佳錯誤率，而第二名的成績僅為 26.2%。從此以后，就出現(xiàn)了層數(shù)更多、結構更為復雜的神經(jīng)網(wǎng)絡結構，如 ResNet、GoogleNet、VGGNet 和 MaskRCNN 等，還有去年比較火的生成式對抗網(wǎng)絡 GAN。

　　不論是贏得視覺識別挑戰(zhàn)賽的 AlexNet，還是擊敗圍棋冠軍柯潔的 AlphaGo，它們的實現(xiàn)都離不開現(xiàn)代信息技術的核心——處理器，不論這個處理器是傳統(tǒng)的 CPU，還是 GPU，還是新興的專用加速部件 NNPU(NNPU 是 Neural Network Processing Unit 的簡稱)。在計算機體系結構國際頂級會議 ISCA2016 上有個關于體系結構 2030 的小型研討會，名人堂成員 UCSB 的謝源教授就對 1991 年以來在 ISCA 收錄的論文進行了總結，專用加速部件相關的論文收錄是在 2008 年開始，而在 2016 年達到了頂峰，超過了處理器、存儲器以及互聯(lián)結構等三大傳統(tǒng)領域。而在這一年，來自中國科學院計算技術研究所的陳云霽、陳天石研究員課題組提交的《一種神經(jīng)網(wǎng)絡指令集》論文，更是 ISCA2016 最高得分論文。

　　在具體介紹 AI 芯片國內外之前，看到這里有部分讀者或許會產(chǎn)生這樣的疑惑：這不都是在說神經(jīng)網(wǎng)絡和深度學習嗎?那么我覺得有必要對人工智能和神經(jīng)網(wǎng)絡的概念進行闡述，特別是 2017 年工信部發(fā)布的《促進新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃(2018-2020 年)》中，對發(fā)展目標的描述很容易讓人覺得人工智能就是神經(jīng)網(wǎng)絡，AI 芯片就是神經(jīng)網(wǎng)絡芯片。

　　人工智能整體核心基礎能力顯著增強，智能傳感器技術產(chǎn)品實現(xiàn)突破，設計、代工、封測技術達到國際水平，神經(jīng)網(wǎng)絡芯片實現(xiàn)量產(chǎn)并在重點領域實現(xiàn)規(guī)?；瘧茫_源開發(fā)平臺初步具備支撐產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的能力。

　　其實則不然。人工智能是一個很老很老的概念，而神經(jīng)網(wǎng)絡只不過是人工智能范疇的一個子集。早在 1956 年，被譽為 “人工智能之父” 的圖靈獎得主約翰 · 麥卡錫就這樣定義人工智能：創(chuàng)造智能機器的科學與工程。而在 1959 年，Arthur Samuel 給出了人工智能的一個子領域機器學習的定義，即“計算機有能力去學習，而不是通過預先準確實現(xiàn)的代碼”，這也是目前公認的對機器學習最早最準確的定義。而我們日常所熟知的神經(jīng)網(wǎng)絡、深度學習等都屬于機器學習的范疇，都是受大腦機理啟發(fā)而發(fā)展得來的。另外一個比較重要的研究領域就是脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡，國內具有代表的單位和企業(yè)是清華大學類腦計算研究中心和上海西井科技等。

　　好了，現(xiàn)在終于可以介紹 AI 芯片國內外的發(fā)展現(xiàn)狀了，當然這些都是我個人的一點觀察和愚見，管窺之見權當拋磚引玉。