阿里宣布正研發AI晶元，性價比超40倍，BAT會是中國「缺芯」的解藥嗎？

08-02

資料來源：量子位、新智元、億歐、深圳灣

物聯網智庫整理髮布

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------ 【導讀】------
中興在美被禁，中美貿易摩擦升級，國內「缺芯」之痛又一次被推上輿論之巔。而「互聯網造芯」之勢已經到來，微軟、谷歌、亞馬遜、Facebook的晶元計劃相繼曝光，阿里自主研晶元，是否將推動國內「互聯網造芯」熱潮，BAT會是中國「缺芯」的解藥嗎？

近日，阿里巴巴達摩院方面表示，阿里巴巴達摩院正在研發一款神經網路晶元——Ali-NPU，該晶元將運用於圖像視頻分析、機器學習等AI推理計算領域。

按照設計，阿里巴巴的Ali-NPU性能，將是目前市面上主流CPU、GPU架構AI晶元的10倍，而製造成本和功耗僅為一半，性價比超過同類產品的40倍。此款晶元的研發，將會更好的實現AI智能在商業場景中的運用，提升運算效率、降低成本。

阿里自主研「芯」的消息，在中美貿易戰的時間背景下，意義特殊。日前，美國商務部宣布，今後7年內，將禁止該國企業向中國電信設備製造商中興通訊出售任何電子技術或通訊元件。

此事件不僅對包括中興在內的高科技企業產生影響，而且在輿論場引發了一個深刻話題，出口禁運觸碰到了中國通信產業核心技術缺乏的痛點。「缺芯少魂」的問題，再次嚴峻地擺在人們面前。

為什麼布局NPU？

由於初始成本高，研發周期長，處理器和晶元開發可能是中國爭奪人工智慧領域國際主導地位最困難的部分。目前，AI硬體可以分為兩類：

用於訓練 AI 演算法的CPU、GPU等，其中CPU的優勢為處理各類數據及強邏輯判斷能力，GPU在浮點運算、並行計算等方面性能優異；

FPGA及以谷歌TPU為代表的專用集成電路ASIC。其中FPGA稱為現場可編程門陣列，用戶可以根據自身需求進行重複編程，具有靈活性高的優點。如果說 CPU 和 GPU 是在架構級別做到「通用」的話，FPGA 就是在更低一級的電路級做到了「通用」。通過硬體描述語言對 FPGA 編程後，它可以模擬任何一種晶元的架構，包括 CPU 和 GPU 的架構，通俗地說，FPGA 是一種可編程的「萬能晶元」。它非常適合探索性的、小批量的產品。

而ASIC是為專門目的而設計的集成電路，由於完美適用於神經網路相關演算法，ASIC在性能和功耗上都要優於GPU和FPGA，例如谷歌TPU性能比GPU快30倍。

阿里達摩院研究員驕暘介紹，CPU、GPU作為通用計算晶元，為處理線程邏輯和圖形而設計，處理AI計算問題時功耗高，性價比低，在AI計算領域急需專用架構晶元解決上述問題。

目前阿里巴巴自主研發的AI晶元，主要是為解決圖像、視頻識別、雲計算等商業場景的AI推理運算問題，提升運算效率、降低成本。

據驕暘介紹，阿里巴巴自主研發的Ali-NPU，基於阿里機器智能技術實驗室等團隊在AI領域積累的大量演算法模型優勢，根據AI演算法模型設計微結構以及指令集，以最小成本實現最大量的AI 模型演算法運算。

未來，Ali-NPU的能力，不僅可以更好地滿足視頻、圖像處理需求，還可以通過阿里雲進行計算能力的輸出，賦能各行各業。

兩年累投多六家晶元公司

相關資料顯示，此前阿里已經投資了寒武紀、Barefoot Networks、深鑒、耐能（Kneron）、翱捷科技（ASR）、中天微等多家晶元公司。

2015 年，阿里便與杭州中天微系統有限公司進行深度合作，面向物聯網各細分領域開發雲晶元（Yun on Chip）架構。2016 年 1 月，阿里入股中天微成為其第一大股東。

2016 年 11 月，阿里還與騰訊一起領投了可編程晶元公司 Barefoot Networks 的 2300 萬美元 C 輪融資。Barefoot Networks 開發了世界上第一個可編程晶元，這種名為 Tofino 的晶元據稱比現在市場上任何其他晶元快兩倍，能以 6.5 兆/秒的速度處理網路數據包。

並在2017年連續投資了寒武紀、深鑒科技、Kneron以及翱捷科技（ASR），阿里體系至今已經累計投了6家晶元公司。

2017年8月，阿里投資了AI晶元公司寒武紀。被稱為全球第一個成功流片並擁有成熟產品的AI晶元公司，寒武紀擁有終端AI處理器IP和雲端高性能AI晶元兩條產品線。2016年發布的Cambricon-1A，是世界首款商用深度學習專用處理器。

2017年11月，阿里又領投了另一家AI晶元公司耐能。耐能最引以為豪的就是自己的NPU，相關數據顯示其M 4、M5等級晶元功耗可降低到毫瓦級別，所需體積可以縮小至主流神經網路晶元的1/40。

同年，作為阿里旗下的另一個重要的投資部門，螞蟻金服投資部也投資了兩家AI創業公司，其中一家又是注重AI 晶元研發的深鑒科技。

而從相關，我們也在相關網站上看到了阿里投資翱捷科技（ASR）的信息。

翱捷科技（ASR）融資歷史

BAT造芯之路，中國「缺芯」之解藥？

國內輿論正為「缺芯」痛心疾首，而當Facebook、蘋果、谷歌、亞馬遜都已陸續展示了自己的晶元研發能力，尤其是作為社交媒體公司的Facebook也要造晶元時，國內的社交巨頭、電商巨頭、搜索巨頭是否也早有布局？

目前，除了阿里對外宣布研「芯」外，騰訊、百度雖然沒有直接造芯的計劃公布，但具備一些相關的技術。

去年3月，騰訊雲宣布已經形成FPGA、GPU和25G網卡雲伺服器的全矩陣AI基礎設施計算平台，同時公布一系列技術和生態部署，包括推出1機4卡的FPGA雲伺服器、1機8卡的GPU雲伺服器，以及將把25G網卡部署在FPGA和GPU的雲伺服器上，為後續的GPU集群和FPGA集群提供網路基礎設施等舉措。

去年8月，百度在美國Hot Chips大會上與賽靈思合作發布XPU，它是一款256核、基於FPGA的雲計算加速晶元。

不過，它的核心很小，沒有緩存或操作系統，開發者只能用彙編語言，根據百度研究院歐陽簡當時的說法，其效率與CPU相當。百度還在一個月後推出FPGA/GPU雲伺服器。

此外，百度去年還發布DuerOS智慧晶元，不過，這款晶元由紫光展銳RDA5981集成，採用了ARM公司mbed OS內核及其安全網路協議棧。

除了技術之外，BAT對AI晶元公司主要以投資為主。

從商業角度看，我們觀察到一個有趣的現象，就是互聯網／軟體行業巨頭紛紛進入硬體甚至晶元行業。在GoogleIPU之前，Microsoft就已經推出了用於HoloLens的HPU；而在如今，我們看到亞馬遜、Facebook、阿里等互聯網巨頭進入晶元這個領域；並且，未來或許有更多的互聯網或其他「門外漢」進入晶元領域。

這些公司的根本目的是為了營造自己的生態，包括硬體入口，運行在硬體上的軟體應用，以及在軟體應用中的增值服務。

從行業角度來看，互聯網巨頭的入局，尤其是國內BAT的布局，給幾大傳統巨頭壟斷晶元行業帶來了一股新風，也給行業帶來更多的價值。

至於互聯網造晶元是否能夠解決中國「缺芯」之痛？在中美貿易摩擦，中興在美國被禁的狀況下，相信大眾寄予BAT很高的期望。

事實上，近年我國晶元行業也在快速發展。IC insights報告顯示，全球純晶元設計公司50強中，2009年只有一家中國公司——華為旗下的海思。2016年，中國進入該榜單的公司增長到11家，包括海思、展訊、中興、大唐、南瑞、華大、銳迪科、ISSI、瑞芯微（Rockchip）、全志（All winner）、瀾起科技（Montage）。

但是相較於國際先進晶元技術，我國的晶元業發展水平仍然有一定差距。目前，中國90%以上的高端晶元依賴進口。儘管政府扶持晶元產業多年，但中國在晶元自給率上，尤其是高端晶元上，並無太大突破。

因此，互聯網企業「自研AI晶元」，只是「中國芯」發展的一部分，中國企業要走出目前技術集成商的尷尬境地，擺脫在核心技術被美國卡脖子的不利境地，需要在大舉投入5G、顯示屏、人工智慧、自動駕駛、雲計算等核心技術的同時，加大晶元的投入，擺脫「缺芯」之痛，「芯」土壤，需要更多的耕種者！