寒武紀的芯片到底是什麼?還依賴國外嗎?

介於上一篇文章中,有些人評論說寒武紀的產品還是沒有自己的芯片架構,依賴的還是美國的芯片架構,那麼今天我們先普及下寒武紀產品到底是什麼?作為非專業出身的我,趕緊好好查了一下資料,如果有不對的地方還請專業人士指出改正。

首先我們先梳理一下芯片的種類和發展史。我們大家最普遍的認識就是CPU和GPU。

CPU就是我們生活中最熟悉的中央處理器,CPU 的結構主要包括運算器(ALU)、控制單元(Contral unit)、寄存器(Register)、高速緩存器(Cache)。

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CPU的運行過程就是運算器負責執行算數的計算、存儲單元負責保存運算中產生的數據和指令、控制單元負責對指令譯碼,並且發出完成每條指令所要執行的各個操作的控制信號。

基本流程就如下圖。這就是馮諾依曼架構,但是負責計算的AUL區域有點小,這就導致了CPU在計算能力上有著限制,為了提高運算能力,提高效率就產生了GPU。

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GPU,就是我們日常所說的顯卡上的核心大腦,他可以多線程並行運行,大大提高了運算能力。GPU(Graphics Processing Unit),原意是圖形處理器,多線程的運算就好比,以前的CPU是一條線路運行,相當於1個人在幹活,現在有了GPU,就多線程同時運營,就好比是多個人同時幹活,這樣效率當然就高了。

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有人可能就說了,為什麼不讓GPU單獨運行呢,因為GPU的運行需要CPU來發號指令,但是GPU的運行的時候就是靠著多線程,完全就是靠人海戰術來提高效率,簡單說就是有一群人,有的人擅長英語,有的人擅長數學,有的人擅長語文,但是GPU不管,出現了數學問題,也讓全部的人一起上,這樣就會造成大量的重複的工作,效率也會低,功耗也高的多,畢竟這麼多的人一起幹活,你肯定是要多付很多的工資的嘛。

現在為了解決上述問題,就出現了NPU(Neural network Processing Unit),看英文就知道是神經網絡處理器的意思,對了這就是模仿人類的神經網絡而產生的一種結構。

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以前馮諾依曼的架構中,存儲器和運算是分離的,如果構建一個神經元,就需要上千條的指令來完成,但是NPU就突破的馮諾依曼的架構設計,一條指令就能夠完成一條神經元,既提高了運算能力,還減少了能耗。專人專派,效率高了,工資還不用發那麼多。這就是AI芯片。

目前的芯片領域的架構主要有三種主流。電腦端的架構主要是Intel的X86架構,Intel和微軟合作,授權給AMD,在電腦領域統治全球。還有一種估計大家可能聽過,就是Arm架構,高通、三星、華為、聯發科都是在ARM的架構上開發的。ARM在移動端,佔據著全球95%以上的市場份額。還有一種是MIPS架構,這種架構是開源的,但是隻能做一些最簡單的運算,更別說遊戲應用了,完全沒法和其他兩家相比。

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在AI芯片領域,寒武紀在全球首個提出AI指令集的公司,寒武紀的架構是自主研發的

DianNao架構,主要方向就是加速計算的輔助芯片,IBM的真北芯片和寒武紀的想法非常的相似。

看到這裡應該有一個大體的概念了,寒武紀和Intel和ARM走的不是一條路,這是一條全新的AI智能芯片的跑道,而且寒武紀是2016年成立的,只有4年的時間,背靠中科院計算所,還有多家投資方,現在又將上市募集資金,未來路還很遙遠,現在只是起點。

結尾說一下針對華為的自研AI智能芯片,華為前期在2017年的時候著名的麒麟980芯片就是和寒武紀AI芯片合作,後來到了2018年,華為自主研發除了達芬奇架構,推出了昇騰910和昇騰310兩款AI芯片。

目前AI芯片跑道上有著很多強力的競爭者,國內有著華為和阿里巴巴旗下的平頭哥、百度、國外有著Google,英偉達、英特爾、AMD。在2018年的AI芯片排名中,華為海思排在全球第12位,寒武紀是全球23位。

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