華為挺進(jìn)萬億AI計算產(chǎn)業(yè)

　　李正豪

　　基于自研AI芯片，華為不斷擴大自己在AI計算領(lǐng)域的競爭優(yōu)勢。

　　9月18日，在2019年全連接大會上，基于前不久推出的昇騰910 AI處理器，華為推出了AI訓(xùn)練卡Atlas 300、訓(xùn)練AI服務(wù)器的Atlas 800，以及由上千顆昇騰910 AI處理器組成的Atlas 900 AI訓(xùn)練集群。尤其是Atlas 900 AI訓(xùn)練集群，算力驚人。官方數(shù)據(jù)顯示，該集群的總算力相當(dāng)于50萬臺PC。

　　ResNet-50模型訓(xùn)練被視為全球衡量AI計算能力的主要標(biāo)準(zhǔn)。華為輪值董事長胡厚崑告訴《中國經(jīng)營報》記者，在最典型的ResNet v1.5訓(xùn)練模型中，Atlas 900用59.8秒完成了訓(xùn)練，排名世界第一，讓原來的世界紀(jì)錄提升了10秒。

　　“ImageNet-1K數(shù)據(jù)集”包含128萬張圖片、精度為75.9%，在同等精度下其他兩家業(yè)界主流廠商的測試成績?yōu)?0.2秒和76.8秒，Atlas 900 AI訓(xùn)練集群的成績比第二名快了15%。

　　在2018年全連接大會上，華為首次對外發(fā)布AI戰(zhàn)略，當(dāng)時只交付了可用于推理計算的昇騰310處理器和ModelArts應(yīng)用平臺。一年之后，華為先是于2019年8月23日推出當(dāng)前全球算力最強的AI處理器昇騰910，接著又在9月18日推出Atlas 900 AI訓(xùn)練集群，從芯片硬核上搭建起了全棧全場景的AI計算能力。

　　發(fā)力AI計算產(chǎn)業(yè)的原因在于，華為預(yù)計，5年之后AI計算所消耗的算力將占到全社會算力消耗總量的80%以上，全球計算產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入新的智能時代。而Gartner的預(yù)測顯示，到2023年，全球計算產(chǎn)業(yè)的規(guī)模將超過2萬億美元。

　　算力稀缺的挑戰(zhàn)

　　眾所周知，驅(qū)動AI發(fā)展的動力有三個要素：算法、數(shù)據(jù)、算力。其中，算法是否有創(chuàng)新發(fā)展難以量化跟蹤，數(shù)據(jù)的巨大體量也難以計算，唯有算力可以量化。

　　業(yè)界甚至有言論認(rèn)為，AI讓摩爾定律起死回生，就是因為算力的強大作用。可以說，算力是AI發(fā)展的重要基石，因為重要的AI技術(shù)突破依然必須在足夠的算力基礎(chǔ)上才能實現(xiàn)。

　　而隨著大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)的應(yīng)用，企業(yè)對于算力的需求不斷飆升，傳統(tǒng)計算產(chǎn)業(yè)亟待轉(zhuǎn)型升級。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前全球每年新增數(shù)據(jù)20ZB，AI算力需求每3.5個月就會翻一倍；該速度已遠(yuǎn)超摩爾定律關(guān)于性能翻倍的周期。按照摩爾定律，集成電路上可容納的元器件數(shù)目大約每隔18~24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。也就是說，摩爾定律驅(qū)動的傳統(tǒng)計算產(chǎn)業(yè)，已不適應(yīng)大數(shù)據(jù)、人工智能的發(fā)展需求。另外，5G、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算等新技術(shù)的崛起，也讓算力面臨更加多樣化的現(xiàn)實需求。

　　正因為此，盡管如今算法效率不斷提高、芯片技術(shù)高度發(fā)達(dá)，但依然面臨著算力稀缺的挑戰(zhàn)。OpenAI近期發(fā)布的研究報告顯示，2012年至2018年，人們對于算力的需求平均每年增長10倍。尤其是進(jìn)入5G時代，數(shù)據(jù)量將以爆炸式的情形增長，因為AI行業(yè)需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行更大規(guī)模的清洗、標(biāo)注、訓(xùn)練。這意味著行業(yè)需要更長的時間進(jìn)行運算，而算力不夠?qū)?dǎo)致AI發(fā)展速度的降低。

　　這也正是8月23日昇騰910發(fā)布時，華為另一位輪值董事長徐直軍直言“AI研究遇到的最大困難就是缺少算力——AI本質(zhì)就是暴力計算”的原因所在。

　　很多巨頭公司和創(chuàng)業(yè)公司都看上了AI 芯片領(lǐng)域廣闊的市場前景。因為根據(jù)Gartner的研究，AI芯片在2017年的全球市場規(guī)模為48億美元，2020年預(yù)計將達(dá)到146億美元，其中云端AI有望占到105億美元。但問題在于，就產(chǎn)品而言，目前真正有市場優(yōu)勢的廠商鳳毛麟角。

　　強悍的昇騰910

　　放眼全球AI芯片市場，當(dāng)前華為昇騰910的優(yōu)勢較為明顯，這主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

　　首先是生產(chǎn)工藝，昇騰910是一顆采用7nm+ EUV工藝技術(shù)的芯片，在工藝制造上屬于當(dāng)前全球最高水平。其次是芯片架構(gòu)，昇騰910采用華為“Da Vinci（達(dá)芬奇）”架構(gòu)。這屬于華為自研架構(gòu)，也是亮點之一。

　　再次是開源架構(gòu)，昇騰910采用MindSpore架構(gòu)，按照華為的說法，該架構(gòu)將于2020年第一季度開源。MindSpore架構(gòu)對標(biāo)當(dāng)前全球主流AI 框架Tensorflow 、Caffe、Pytorch等，華為并開源這一架構(gòu)有助于業(yè)界開發(fā)更好的AI應(yīng)用，并促進(jìn)AI生態(tài)的發(fā)展。

　　最重要的一點在于，昇騰910是當(dāng)前更強的AI芯片。其AI算力水平相當(dāng)50個當(dāng)前最新最強的CPU。其訓(xùn)練速度也提升了50%~100%。實測結(jié)果表明，在算力方面，昇騰910完全達(dá)到其設(shè)計規(guī)格——即半精度（FP16）算力達(dá)到256Tera-FLOPS，整數(shù)精度（INT8）算力達(dá)到512Tera-OPS。更為重要的是，達(dá)到規(guī)格算力所需功耗僅310W，明顯低于設(shè)計規(guī)格的350W。

　　正是基于上述性能指標(biāo)，徐直軍才敢在發(fā)布會上表示：昇騰910的總體技術(shù)表現(xiàn)超出預(yù)期，作為算力最強AI處理器當(dāng)之無愧。

　　昇騰910的橫空出世更像是一個里程碑，作為全球已發(fā)布的單片算力最強的AI處理器，昇騰910恰恰是為AI應(yīng)用而生。而基于昇騰芯片，華為面向人工智能應(yīng)用和智能駕駛也分別推出了Atlas和MDC兩個系列的產(chǎn)品，以推動普惠AI的目標(biāo)落地。

　　其中，基于昇騰910和去年華為全連接大會推出的昇騰310，華為已搭建了全棧全場景的產(chǎn)品能力。華為智能計算業(yè)務(wù)部總裁馬海旭告訴記者，基于昇騰芯片的Atlas 200系列可以內(nèi)嵌在智能機器人等產(chǎn)品；Atlas 300系列真要用于AI訓(xùn)練；Atlas 500系列用于邊緣計算的小站；Atlas 800系列是針對AI服務(wù)器的；Atlas 900系列也是針對AI訓(xùn)練的。而在搭建超強算力核心競爭力的布局中，華為不僅僅有昇騰芯片針對AI計算，還有鯤鵬芯片針對通用計算，“昇騰+鯤鵬”在底層硬核方面構(gòu)成了華為在整個計算產(chǎn)業(yè)的核心能力。

　　相比較昇騰系列主打AI計算不同，華為鯤鵬920芯片主打通用計算，基于鯤鵬處理器打造的TaiShan服務(wù)器，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在高性能、低功耗上。這樣一來就可以幫助企業(yè)更好進(jìn)行大數(shù)據(jù)的即時處理和計算，從而為未來走向智能時代奠定基礎(chǔ)。

　　基于外界對華為推進(jìn)AI全棧全場景戰(zhàn)略的預(yù)測，“服務(wù)器操作系統(tǒng)”何時推出也頗讓人期待。在2019年全連接大會上，華為宣布將于今年底開源服務(wù)器操作系統(tǒng)EulerOS以及單機版的GaussDB數(shù)據(jù)庫，以“硬件開放+軟件開源”姿態(tài)為計算產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展注入新的活力。

　　差異化的市場路徑

　　徐直軍在介紹昇騰芯片商業(yè)模式時曾經(jīng)指出，“我們不直接向第三方提供芯片，而是提供基于芯片的硬件和云服務(wù)，我們和純芯片廠商沒有直接競爭。”

　　那么，消費者和企業(yè)如何才能用上華為的AI算力？事實上，全球市場中的各類AI芯片，基本上都是以板卡、服務(wù)器或云服務(wù)的方式提供給客戶和合作伙伴的。華為也是如此。

　　華為公司智能計算產(chǎn)品線相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹說：華為昇騰系列AI處理器將搭載于Atlas系列AI產(chǎn)品和云服務(wù)上，并隨之推向市場。

　　前述Atlas 200、300、500、800、900系列產(chǎn)品都是基于昇騰AI處理器的系列人工智能計算產(chǎn)品，產(chǎn)品形態(tài)包括AI模塊、加速板卡、邊緣設(shè)備、服務(wù)器等，可分別應(yīng)用于終端、邊緣計算、云，覆蓋全場景AI需求，讓智能計算無所不及。目前，已有大量國內(nèi)外企業(yè)搭載了華為Atlas系列模塊和板卡，進(jìn)行AI產(chǎn)品的開發(fā)。

　　據(jù)了解，Atlas人工智能計算平臺支持業(yè)界主流AI計算框架，如谷歌的TensorFlow、Facebook的PyTorch/Caffe等，也支持華為最新的AI計算框架MindSpore。其中，MindSpore框架的特點是可以實現(xiàn)算法即代碼，大幅降低AI開發(fā)門檻，同時也具備全場景應(yīng)用優(yōu)勢，其與昇騰910的深度協(xié)同將全面發(fā)揮處理器的算力潛能。

　　目前全球范圍內(nèi)與昇騰910芯片相近的產(chǎn)品，主要由兩家企業(yè)提供，一家是谷歌，另一家是英偉達(dá)。其中，谷歌只對外提供云服務(wù)，不提供板卡等。

　　與純芯片廠商英偉達(dá)相比，華為不獨立出售芯片，而是出售搭載了自研AI芯片的Atlas系列產(chǎn)品，與之形成差異化競爭。

　　與同樣同時擁有AI芯片及云服務(wù)的谷歌相比，華為昇騰910的商業(yè)模式也存在差異化優(yōu)勢。因為“昇騰系列產(chǎn)品包括AI芯片和AI IP，其中Nano、TINY、Lite系列都是IP，既能嵌入華為自身芯片，也能嵌入其他所有需要AI能力的產(chǎn)品”。

　　基于華為昇騰系列AI芯片，通過模塊、板卡、小站、一體機等豐富的產(chǎn)品形態(tài)，華為打造了面向“端、邊、云”的全場景AI基礎(chǔ)設(shè)施，可廣泛用于智慧城市、運營商、金融、互聯(lián)網(wǎng)、電力等領(lǐng)域。

　　華為發(fā)布的《全球產(chǎn)業(yè)展望GIV 2025》預(yù)測，到2025年，大企業(yè)AI普及率將達(dá)到86%。因此，華為開始在計算領(lǐng)域全面發(fā)力，并致力用芯片、AI和架構(gòu)創(chuàng)新等技術(shù)，為客戶提供強勁算力、云邊協(xié)同、全場景覆蓋、一體化的計算解決方案。

責(zé)任編輯：張國帥