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GPU/FPGA脱颖而出,CPU/DSP还有哪些可能

2018年02月05日 20:36 次阅读

2017年12月,IBM推出首个为AI而生的服务器CPU POWER9,旨在为数据密集型人工智能工作负载管理自由流动数据、流传感器及算法。该处理器采用14纳米技术,嵌入80亿个晶体管。

POWER9试图通过最新的技术和联盟来解决系统短板——异构处理器是否有足够的带宽与系统的其它部分进行通信。

从通用CPU到AI定制CPU,POWER9代表了CPU行业在AI领域的发展趋势。

对于云端AI芯片市场,小公司只能觊觎,这是一场属于寥寥可数大公司的权利游戏,云端发展不只需要有高运算力的芯片,还得营造出生态系,基本上供应商就是这几家巨头。但对于终端市场,能实现更小功耗、更低成本的xPU与ASIC将成为主流。这就注定通用AI芯向专用AI芯发展的趋势。

AI通用芯玩法

CPU & GPU

黄仁勋曾表示:GPU不会替代CPU,它是携手和CPU共同工作的,这也是我们为什么把它称之为加速器,CPU是通用型的,什么场景都可以适用。但是GPU在一些专门的问题上是能量非常大的。它的性能要比CPU超过10倍,50倍甚至百倍。最完美的架构就是“万事皆能的CPU”+“胜任重大计算挑战的GPU”。

我们先来看看CPU与GPU的对比情况:

AI通用芯老玩法新套路:GPU/FPGA脱颖而出,CPU/DSP还有哪些可能

英特尔CPU与英伟达GPU性能对比图

CPU功能模块很多,能适应复杂运算环境;GPU构成相对简单,对Cache需求小,大部分晶体管可以组成各类专用电路、多条流水线,使得GPU的计算速度有了突破性的飞跃,拥有了更强大的处理浮点运算的能力。

AI通用芯老玩法新套路:GPU/FPGA脱颖而出,CPU/DSP还有哪些可能

CPU与GPU结构对比示意图

GPU未来的主攻方向是高级复杂算法和通用性人工智能平台。但GPU无法单独工作,必须由CPU进行控制调用才能工作。这也就是黄仁勋为何强调“CPU+GPU”的模式了。

CPU向AI发力的重要一大方向就是加速了CPU和GPU、FPGA甚至TPU之间的通信。POWER9也印证了这一观点,POWER9将加速POWER和GPU、FPGA、TPU之间的合作。比如支持最新的英伟达Nvida NVLINK技术,可大幅提升GPU与CPU之间的数据交换速度。

AI通用芯老玩法新套路:GPU/FPGA脱颖而出,CPU/DSP还有哪些可能

GPU未来的主攻方向是高级复杂算法和通用性人工智能平台。

FPGA

FPGA兼顾了低功耗和高运算能力的优势,FPGA在AI领域的优势是加速和异构计算,比如腾讯云的FPGA加速可以实现比通用CPU型服务器快30倍的性能。

FPGA和GPU未来在超级数据中心将成主流应用,尤其是在深度学习方面,在这方面GPU强在训练,而FPGA强在推断。

赛灵思曾表示:伙伴厂商利用FPGA芯片进行基因体定序与优化语音识别所需的深度学习,察觉FPGA的耗能低于GPU且处理速度较快。相较于GPU只能处理运算,FPGA能以更快速的速度一次处理所有与AI相关的信息。

DSP

DSP是AI通用芯里面最低调的,或者说最受重视的。

我们先来看看骁龙845如何发挥AI实力吧。

与华为、苹果采用ASIC方式来不同,高通骁龙845利用基于分布式架构的神经网路处理引擎(SNPE),运行在骁龙异构平台的CPU、GPU、DSP等每一个单元上。

AI通用芯老玩法新套路:GPU/FPGA脱颖而出,CPU/DSP还有哪些可能

AI通用芯老玩法新套路:GPU/FPGA脱颖而出,CPU/DSP还有哪些可能

Hexagon 685 DSP不仅只是一块用于处理语音和音频的解码器,由于采用了异步计算架构,支持矢量计算,因此可用于AI以及神经运算,在虚拟现实、增强现实、图像处理、视频处理、计算视觉等功能中发挥作用。

DSP核心主要供货商CEVA认为,若要在嵌入式系统中实现CNN(卷积神经网络),DSP将能取代GPU和CPU,因CNN在本质上,就十分适合运用DSP。

DSP能够实现平行处理,核心利用率高。据悉,相较GPU只能达到40~50%的使用率,DSP甚至达到90%以上的核心使用率。业内专家表示,对于一些应用场景,以DSP架构驱动的CNN引擎,在成本与功耗上皆具优势。

关于AI通用芯的情况就讲完了。

回顾2017,我们发现我国的AI芯热主要集中于半定制化芯片与全定制化ASIC芯片领域。与非网友关于“集成电路最难攻克的环节(芯片),在AI大环境下,一切都变得那么EASY?”的问题,我们将在下期《AI发现》中找出答案。

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发表于 2018-03-28 10:19 89次阅读
高云半导体和ELDIS科技强强联合 进一步打开欧...

特朗普对华发起贸易战包括信息技术而中国没有反制的...

美国为何在许多自己的强项上制裁中国,中国又为何不对进口额超过石油的集成电路产品征收高关税呢?

发表于 2018-03-28 08:34 5748次阅读
特朗普对华发起贸易战包括信息技术而中国没有反制的...

基于DSP芯片+GPS+GSM组成的汽车定位防盗...

随着人们生活水平的提高,汽车已逐步进入家庭,对汽车防盗的要求越来越高。尽管市场上的汽车防盗器正逐步改...

发表于 2018-03-28 05:31 112次阅读
基于DSP芯片+GPS+GSM组成的汽车定位防盗...

出色的计算密集型系统开发平台-Xilinx全可编...

未来系统需要在计算能力上大幅改进,以支持不断增多的工作负载以及不断演进的底层算法。

发表于 2018-03-27 16:10 415次阅读
出色的计算密集型系统开发平台-Xilinx全可编...

GPU处理的领域:Arm全新推出的视频处理器Ma...

与上一代主流产品Mali-DP650执行双重显示相比,Mali-D51在相同面积内实现了两倍的场景复...

发表于 2018-03-27 11:26 315次阅读
GPU处理的领域:Arm全新推出的视频处理器Ma...

500亿晶体管!ACAP技术细节

ACAP 的核心是新一代的 FPGA 架构,结合了分布式存储器与硬件可编程的 DSP 模块、一个多核...

发表于 2018-03-27 11:04 368次阅读
500亿晶体管!ACAP技术细节

Xilinx首次亮相的Virtex UltraS...

随着人工智能、5G通信、大数据、云计算等应用的出现,人们对于通信带宽的要求也在不断的提高,这些应用需...

发表于 2018-03-27 11:02 324次阅读
Xilinx首次亮相的Virtex UltraS...

国产DSP完美替代TI 世强新增代理进芯电子

中国集成电路企业与世界巨头相比还有不少差距。但随着各个层面的重视,一批优秀的半导体企业脱颖而出,一些...

发表于 2018-03-27 10:42 475次阅读
国产DSP完美替代TI 世强新增代理进芯电子

FPGA定点小数的常规格式、相对于浮点小数的优势...

 Lattice的ECP3/ECP5系列FPGA内部集成了多个sysDSP架构的乘法器模块,基于sy...

发表于 2018-03-27 08:54 304次阅读
FPGA定点小数的常规格式、相对于浮点小数的优势...

特权同学海量fpga资料

发表于 2018-03-26 16:16 505次阅读
特权同学海量fpga资料

赛灵思新CEO首秀 推新一代的FPGA架构ACA...

赛灵思公司第四任CEO Victor Peng 走马上任,他同时兼任公司总裁,Victor Peng...

发表于 2018-03-26 14:34 291次阅读
赛灵思新CEO首秀 推新一代的FPGA架构ACA...

基于FPGA的8比特图像的可比特平面分层

像素是由比特组成的数字。例如,在256级灰度图像中,每个像素的灰度是由8比特(也就是1个字节)组成。...

发表于 2018-03-26 13:18 72次阅读
基于FPGA的8比特图像的可比特平面分层

FPGA二值图像边界提取算法实现

我们使用3x3模板进行边界提取,所以当3x3九个点都是‘1’的时候,输出为‘1’,当九个点都是‘0’...

发表于 2018-03-26 13:00 115次阅读
FPGA二值图像边界提取算法实现

比谷歌快46倍!GPU助力IBM Snap ML...

在为这样的大规模应用部署GPU加速时,出现了一个主要的技术挑战:训练数据太大而无法存储在GPU上可用...

发表于 2018-03-26 10:29 241次阅读
比谷歌快46倍!GPU助力IBM Snap ML...

联想Lenovo 720S-14IKB的硬件介绍...

Lenovo 720S-14IKB特别轻薄外观设计完美质感,很适合出差旅行携带,笔电外观的长宽高大约...

发表于 2018-03-26 09:31 364次阅读
联想Lenovo 720S-14IKB的硬件介绍...

两种能够帮助工程师简化FPGA的电源解决方案

我不得不承认,随着时间的推移为 FPGA 供电变得越来越复杂,本文提供一些建议,希望可以帮助简化 F...

发表于 2018-03-26 09:08 2173次阅读
两种能够帮助工程师简化FPGA的电源解决方案

光线追踪技术使得PC画质革命爆发游戏秒变电影!

光线追踪(Ray Tracing)其实并不是什么新鲜技术,但因为需要实时计算画面中所有光线的发射、折...

发表于 2018-03-26 07:42 807次阅读
光线追踪技术使得PC画质革命爆发游戏秒变电影!