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經濟參考報：人工智能芯片發展需找準突破點
發布時間：2019-09-02 分類：趨勢研究
作為人工智能（AI）產業發展的基石，AI芯片近年來發展迅猛，眾多企業紛紛布局。然而，在日前于上海舉行的2019世界人工智能大會上，業界人士表示，當前AI芯片發展看似火熱，其實全球AI芯片產業尚處于“嬰兒期”，未來發展仍需找準突破點。
AI芯片需求廣闊迎來爆發
算力是人工智能發展的關鍵因素之一，隨著深度學習算法的普及應用，人工智能對算力提出了更高要求，傳統的CPU架構無法滿足深度學習對算力的需求，因此，具有海量數據并行計算能力、能夠加速計算處理的人工智能芯片應運而生。
賽迪顧問在 2019世界人工智能大會上發布的《中國人工智能芯片產業發展白皮書》顯示，受宏觀政策環境、技術進步與升級、人工智能應用普及等眾多利好因素影響，2018年中國AI芯片市場規模達到80.8億元，同比增長50.2%。
在地方政府加快推進公有云、私有云、數據中心等建設的拉動下，2018年中國云端訓練芯片市場份額達到51.3%。中國AI芯片市場規模依然以云端訓練芯片為主，隨著中國人工智能應用需求不斷落地，未來本地化運算將是人工智能發展的趨勢之一，終端推斷芯片也將迎來新的發展機遇。
目前來看，華北、華東和中南地區穩居中國AI芯片區域市場三甲，是中國AI芯片市場發展最為領先的區域，市場總體規模占據全國領先位置；在市場增速方面，隨著西部地區加快投入大數據中心建設，西南、西北地區的云端AI 芯片市場規模呈現高速增長，市場份額進一步提升。
不過，賽迪顧問總裁孫會峰表示：“當前，中國乃至全球AI芯片產業仍處于產業化早期階段”。他說，隨著5G、物聯網時代來臨，預計未來三年中國AI芯片市場規模仍將保持50%以上增長速度，到2021年將達到305.7億元。另外，以邊緣計算為主的AI芯片將迎來一輪投資熱潮。
“近年來，我國在芯片和軟件領域攻克了一些關鍵技術難關，為人工智能芯片創新奠定了好的基礎。”工業和信息化部相關負責人表示，工信部在推動人工智能產業發展方面主要聚焦在幾個方面，其中之一即聚焦核心技術，圍繞人工智能芯片、算法、開源開放平臺等關鍵技術發展，加大資源投入。
喧囂背后市場痛點猶存
AI芯片已成為中外科技企業競爭的焦點之一，以至于清華大學微電子所所長魏少軍用“無產業不AI，無應用不AI，無芯片不AI”這樣的話語描述當下的人工智能熱潮。
在市場格局上，作為傳統芯片巨頭，英偉達目前占據著AI芯片市場的霸主地位。通過積極布局，高通在移動領域的AI芯片市場擁有較強的話語權。阿里巴巴、亞馬遜在AI芯片領域的布局也已初見雛形。如寒武紀、地平線、比特大陸等其他 AI芯片初創企業的發展前景同樣值得期待。
在專家看來，隨著機器學習等技術的快速發展，人工智能產業發展正以其高端的新興技術、巨大的商業價值、廣闊的應用前景和龐大的產業空間，成為新的重要經濟增長點。伴隨著人工智能各種應用場景的普及與發展，海量多維的數據將在云端以及邊緣側展開大量處理計算，芯片也面臨更加廣泛以及多樣化的需求，這對AI芯片的計算架構、運算能力、場景與算法適用性、安全可控等都提出了新的課題與挑戰。
目前，AI芯片技術主流路徑有GPU、FPGA、ASIC等，其中GPU、FPGA是較為成熟的芯片架構，ASIC是針對特定應用場景的專用芯片。GPU架構的芯片能滿足深度學習大量計算需求，釋放人工智能的潛能，但缺點在于功耗較高；FPGA架構的芯片具有足夠的計算能力、較低試錯成本和足夠的靈活性，缺點在于價格較高、編程復雜；ASIC架構的芯片能夠在特定功能上進行強化，具有更高的處理速度和更低能耗，但缺點是成本高，有用量足夠大時才能夠降低成本，而且由于是定制化，可復制性一般。
AI芯片發展需探索新路徑
針對國產AI芯片的發展，中國工程院院士倪光南表示，芯片設計門檻極高，只有極少數企業能夠承受中高端芯片研發成本，這也制約了芯片領域創新。我國可以借鑒開源軟件成功經驗，降低創新門檻，提高企業自主能力，發展國產開源芯片。
“開源軟件正成為當前軟件產業的主流，芯片產業也可以采用開源這種模式”。倪光南表示，目前在芯片開發方面，新的RISC—V指令集是一種能夠降低處理器芯片IP成本的新模式。用戶可以自由免費使用RISC-V進行CPU設計、開發并添加自有指令集進行拓展等。RISC-V對于當前國家提倡的智能+新一代信息技術、新一代人工智能技術的發展等，都是很好的支撐。
賽迪顧問認為，人工智能芯片未來將呈現新發展趨勢——芯片開發將從技術難點轉向場景痛點。目前，人工智能芯片設計更多是從技術角度出發，以滿足特定性能需求。未來，芯片設計需要從應用場景出發，借助場景落地實現規模發展。而且，現在應用于AI領域的芯片多為特定場景設計，不能靈活適應多場景需求，未來需要專門為人工智能設計的靈活、通用的芯片，成為人工智能領域的“中央處理器”。另外，現階段AI芯片產業的發展方式主要以企業為主體，產品上下游企業的運營和管理相對獨立，但同環節的企業卻高度競爭，未來產業發展應以合作為主線，形成產業生態。
