「首顆即最強」?阿里解讀平頭哥造芯,未來作業系統重點在於雲端

2021-01-08 DeepTech深科技

時間走到 2019 年下半年,美國晶片卡脖子事件如今已經過去近一周年,以中國科技企業為主體的自主可控「自救」運動還在繼續,如果以晶片領域過去半年湧現的諸多變化為觀察樣本,就不得不提國內公司密集地發布多款自研 AI 晶片。

有意思的是,回顧今年的多場 AI 晶片發布會,無論公司體量大小、行業定位如何,但凡一款 AI 晶片問世,似乎總有一處可以沾邊「算力最強」、「全球第一」,一時間,好像遍地都是業界領先的晶片。

解釋這一現象出現的原因並不複雜,其中一個因素在於,AI 晶片自誕生起就十分強調與應用場景的深度結合,因此 AI 晶片的發展大趨勢是多元化的,結合具體場景、在細分領域比較專用 AI 晶片的孰優孰劣,就成為了常態。在這個領域,國內公司也少有呈現出比拼技術能力、你追我趕、爭先恐後的局面。

圖丨圖中對比的兩款AI晶片分別為Habana Goya和寒武紀MLU270(來源:阿里巴巴)

最近的一個典型案例是近日刷屏的阿里首顆 AI 晶片——NPU 含光 800。據介紹該晶片從最開始設計到流片成功用了約一年半的時間(7 個月完成前端設計,3 個月流片),是阿里巴巴第一顆正式流片的晶片,主要應用於雲端視覺處理場景,且在 ResNet50 的測試中,對比 Habana Goya 和寒武紀 MLU270 都領先數倍。

會場之外,含光一經發布,也被大量地與另一家國內友商對比,甚至有網友直言,「平頭哥一年半的投入,友商十年的投入,究竟誰是全球最強?」

圖丨含光 800 與華為上個月的「世界最強」昇騰 910 做對比。不少網友將含光 800 與華為上個月的「世界最強」昇騰910做對比,但事實上,一者面向推理、一者面向訓練,工藝上一者為12nm,一者為7nm,這樣的比較價值不大(來源:華為、阿里)

關於技術,阿里技術掌門人屢次提到這個詞

這樣的「誤會」背後,以此再回溯平頭哥的誕生,這家由網際網路公司驅動孕育的半導體公司,在整個晶片史上其實也屬首次,也難怪外界對其有諸多好奇。

「阿里和平頭哥做晶片,是有我們獨特的平頭哥模式的」,平頭哥半導體公司總經理、全球半導體聯盟諮詢委員會委員戚肖寧表示,「晶片就是需要很長的時間,也需要精力投入,在這方面需要積累。但是阿里巴巴做事情,會有我們新的做法,不會 follow 別人」。

在 9 月 26 日的雲棲媒體見面會上,包括阿里 CTO「行巔」張建鋒、平頭哥總經理戚肖寧、首席科學家元尊等多位阿里高層,對包括 DeepTech 在內的媒體回應了外界關於阿里造芯等種種疑問。在談及技術能力時,這位技術掌門人屢次提到的一個詞是——「面向未來」。

圖丨從左至右依次為平頭哥半導體公司首席科學家元尊、平頭哥半導體公司總經理戚肖寧、阿里CTO張建鋒、阿里雲副總裁馬勁(來源:DeepTech)

張建鋒認為,技術是阿里未來的核心驅動力,但阿里未來所要做的創新,重點將不在於對標具體的公司、自家的產品是不是做得比哪一家公司哪款產品好。

以阿里押注的未來作業系統為例,張建鋒回應 DeepTech 提問時表示,阿里是國內最早做作業系統的(且量產成功),至少投入約 7、8 年,現在阿里的手機作業系統出貨量大約有 7 千萬-8 千萬臺臺手機的規模。

根據他的回答,阿里定義的面向未來的作業系統,重點在於雲側而非端側。

「未來的形式可能是,大量的操作都在雲端,無需在端上有更多替代品,新型的作業系統應該與雲完全融合,大部分中心操作在雲端完成,例如播放的電影在雲端、文檔的協同都在雲端等(類似谷歌、阿里在做的雲遊戲),這是我們面向未來要做的」,他說。

由此,他也點出,阿里在關注顛覆性技術,但並不是要做一個新技術去顛覆一個產業,那種機會非常少。

「阿里今天做一件事,比如提出的去 EMC、高端存儲、資料庫等等,其實更多的是提出了新的思路,而不是資料庫比甲骨文好、小型機比 IBM 好。阿里做的事情在於,提供了新的解決方案,用普通的硬體、用網際網路的技術能夠構建出更強壯的、更面向未來的系統,這是阿里對創新的貢獻,正如阿里在商業、支付、雲計算的創新一樣。

阿里不是為了與他人競爭而存在,而是因服務客戶而存在,面向未來而存在」,他說。

阿里造芯的邊界在哪裡?

回到平頭哥的誕生,它也是為了這種「面向未來」而來:面向的是 AIoT 的未來。

去年成立的平頭哥,是由達摩院中的晶片團隊和阿里收購的中天微團隊整合組成,其中後者在此前已經成立 19 年,曾經推出過中國大陸唯一自研的 CPU;除此之外,阿里巴巴的基礎設施事業部也有在硬體上的積累,多年前就開始硬體部件方面的定製、自研的工作,這部分能力亦被轉移到了平頭哥;算法上則有達摩院提供,眾所周知,達摩院的算法團隊前身是阿里巴巴的機器智能實驗室(IDST),IDST 在 2014 年開始在 AI 算法上的探索。

今年更早時候,平頭哥還推出了兩款產品,包括發布了 RICSC-V 架構處理器玄鐵 910,可應用於 5G、人工智慧以及自動駕駛等領域;而面向 AIoT 時代的一站式晶片設計平臺「無劍」,可幫助 AIoT 晶片設計公司將晶片設計成本降低 50%,同時將設計周期縮短 50%。

對於這個晶片產業前所未有的物種,阿里為它規劃了明確的邊界,即定位整個晶片產業鏈的最上遊環節,且無意也無能力向下遊延伸甚至是承載整個鏈條。

平頭哥在商業模式上也和現有的晶片公司不同,從雲棲大會上多個平頭哥主題分享來看,平頭哥一端是發力普惠晶片,提供 IP 和設計平臺,由無劍 SoC 平臺和玄鐵處理器 IP 來幫助行業降低行業晶片設計門檻,另一端則是通過 AI 雲服務的形式提供 AI 算力,例如此次發布的含光 800。

在張建鋒看來,晶片其實是一個很大的名詞,其概念的容量和網際網路的概念是一樣的,網際網路上有多少應用類似就有多少的晶片,「就像網際網路上有支付、有電商的應用,晶片也是一樣的,有面向各種應用的無數的晶片。但人們往往把晶片理解成比較單一化的形態。

「所以,晶片其實有非常多種類。十年的開發和一年半的開發,這是一個籠統的對比,因為兩種開發並不朝向同一目標。如果每一顆晶片都要開發十年,誰都破產了,誰都不能跟上時代的發展」。

一顆晶片的誕生,包括設計、製造、生產,他曾用一本書的誕生比喻這個過程:晶片設計的過程如同寫書,要輸出好的想法和創意;晶片製造如同印刷,最後封裝的過程就是把書裝訂起來;在整個寫書、印書、裝訂書的過程中,一個很關鍵的要素還在於寫書用的筆墨紙,對應晶片領域的設計自動化工具,每個環節都是有機關聯的。

而實際的整個晶片產業鏈也比這個比喻還要長得多,設計、製造、生產每一條鏈路上還有很複雜的供需,已經在全球範圍內形成了高度協同的分工網絡。阿里做晶片這件事,對應寫書這一環節。

目前,平頭哥的含光 800 主要用在強視覺場景的業務上,例如拍立淘、城市大腦。平頭哥半導體公司首席科學家元尊也透露,阿里巴巴仍有很多業務部門都期待平頭哥更多的晶片產品,「平頭哥是非常幸運的初創公司,我們不需要擔心客戶」,他說。一位 AI 晶片從業者也對 DeepTech 表示,阿里有業務場景這一點就讓其頗具贏在起跑線的意味。

阿里的算力願景,最終仍是指向集團整體的業務發展。DeepTech 了解到,諸如城市大腦、自動駕駛等業務,其中一個重要特點在於非常依賴算力帶來的計算效率的提高,以真正地突破業務的量級,業務量級打破算力瓶頸之後,意味著給雲計算帶來更多的流量,無論是用戶上的流量還是計算量的增長,都邁向阿里通過硬體設計達到業務發展的目標。

(來源:DeepTech)

最後,肩負著新的晶片使命,阿里又在關注哪些新的計算技術?

在雲棲期間,多位平頭哥專家給出答案:將來還會繼續投入前沿的晶片技術,不但做出性能強勁的晶片,在架構創新上也要有新的突破,例如類腦計算和存內計算。

架構創新正是現在牽動整個 AI 晶片領域發展的重要命題。經典的存算分離馮·諾依曼計算架構已經難以滿足 AI 時代的計算形式,新的機遇就在其中的「無解問題」之中。以異構計算為代表的架構創新成為當下的主流嘗試,國內外也有一批晶片大廠、大型網際網路公司、新創 AI 企業在探索類腦計算、存算一體的新計算架構,預料未來幾年,隨著 AI 更廣範圍的落地,我們也將看到應用驅動的新一輪計算架構大爆發。

(來源:DeepTech)

另外,在阿里整個晶片布局中,除了平頭哥以外,達摩院目前還有一支團隊在押注超導量子晶片,這個方向也將充滿更多的未知。去年,阿里巴巴達摩院量子實驗室曾經宣布成功研製一款強大的量子電路模擬器「太章」,可以用於驗證及測試 50-200 量子比特的「中等規模」量子算法, 從而為輔助設計中等規模量子算法、量子軟體乃至量子計算機提供工具。在去年的雲棲上,張劍鋒曾表示,平頭哥在兩到三年內打造出一款真正的量子晶片。

DeepTech 現場了解到,「太章」之後,達摩院的一支量子團隊正在進行硬體團隊的搭建,目標是覆蓋支持量子硬體從晶片設計到製備到測量到系統集成的全鏈路研發。

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