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华为第一个把AI带进手机,如今想让算力大爆发

来源:《财经》 编辑:施然 时间:2019-10-08

华为公司轮值董事长徐直军表示,华为自2018年10月发布AI战略以来,稳步而有序地推进战略执行、产品研发及商用进程

华为正在逐步向外界释放代表其能力高点的新技术。在鸿蒙操作系统之后,华为在8月23日亮出下一颗牙齿——异腾910。

和鸿蒙一样,异腾(Ascend)是华为山海经军团重要成员之一。不同的是,鸿蒙盖头只是轻揭一角,异腾已是华为AI全栈战略中的重要角色。

去年10月,在华为的全联接大会上,华为轮值董事长徐直军发布两款AI芯片异腾310和910。当时,采用7nm工艺制程的异腾910最受外界关注,原因在于它的计算密度目前最大计算力远超全球AI芯片巨头谷歌和英伟达。

华为在8月23日发布了异腾910芯片及配套的MindSpore训练框架,并借此招徕更多开发者。这意味着,华为打算将AI生态做大做强。

鸿蒙的关键能力是自主操作系统,异腾之于华为,战略意义在于算力。在人工智能领域,数据是计算对象,算法决定计算上限,算力决定计算效率。全球各大科技巨头在算法上均有部署,差距不大,算力是巨头们争抢的下一个高地,毕竟,要让更多开发者和使用者加入自己的生态,便宜高效的算力是决定性因素。

这是一个算力决定竞争力的时代。当人工智能能力逐步成为下一个时代的通用能力时,计算力就是生产力。以手机为例,消费者手中的华为Mafe20手机,今天可以轻松实现人脸识别、物体识别、物体检测、图像分割、智能翻译等AI功能。背后依仗的是手机算力的大幅提升。

芯片性能的快速迭代,是算力快速进步的基础。今天,一部智能手机的计算力,已经比美国航空航天局1969年登月计划中最先进计算机还高出几百万倍。

手机端的芯片算力几年间已经发展到如此惊人,用于云端的AI芯片需要处理自动驾驶等复杂场景的海量数据,又需要多强大的算力呢?第三方数据分析机构OpenAI近期数据显示,2012年以来,人们对算力的需求增长六年超过30万倍,平均每年增长10倍,远超摩尔定律的发展速度。

从技术发展角度来看,这是因为,深度学习神经网络需要对张量(可以简化理解为矩阵)进行大规模并行计算,颠覆了传统的浮点计算,对算力的需求正在出现指数级的爆炸式增长。例如,原来1个时钟单元只能进行1次浮点计算,现在可以通过新的算子同时对N*N的矩阵计算,如果N=10,那就是同时计算了100次,计算次数较原来增长了100倍,新算子带来了对新芯片更强大算力诉求。

算力需求在增加,沒有人可以忽略这个趋势。

把专用NPU AI芯片放进手机

人工智能改变一切,这已是不争的事实。人工智能三要素(数据、算法和算力)中,算力最不起眼,但最考验硬件能力。中国在数据方面具备优势,算法与算力环节仍在追赶和发展过程中,芯片与硬件的发展水平决定算力能力。

也正因此,算法科学家、工程师和应用厂商面临着AI算力稀缺和昂贵问题,大大抬高了算法研究和创新门槛,阻碍了人工智能的普及应用。

过去三年,中国科技巨头和AI独角兽着力提升算法能力,此后,算力的提升开始被视为下一个竞争高点。承载算力的AI芯片在金钱、时间和人力各方面的研发成本高昂,但各厂商都开始打造各自的芯片体系。

不过,AI芯片设计复杂,门槛更高,多数厂商目前的AI芯片产品多为聚焦于某一应用或某一场景的特定芯片,华为的布局有所不同。

智能手机是华为的核心业务,华为首先将AI芯片放进了手机。

在一部小小的智能手机里,无论是AI基础功能还是场景化AI服务,都需要手机完成复杂深度学习算法模型运算,计算密集复杂,计算需求巨大,挑战实时性。

智能手机体积小,使用频率高,运行环境受限,功耗、内存、存储空间的挑战也大,强大的算力可以保证更好的运行环境和使用体验。

从2017年开始,苹果、华为在内的手机厂商开始发力攻破这个问题。

2017年9月,华为发布全球首款移动端AI芯片麒麟970,一个月后发布了搭载麒麟970的旗舰手机Mate10。麒麟970是全球首款内置了独立神经网络处理单元(即NPU)的人工智能芯片。

华为第一个将NPU引入手机芯片,此后,苹果、三星等全球主流智能手机厂商先后推出。短短两年,AI能力成为主流智能手机的标准配置。

麒麟970芯片可以用更少的能耗更快地完成AI计算任务。它内置的NPU性能大幅优于CPU、GPU和DSP这些通用计算单元,同时相比CPU又有约50倍能效和25倍性能优势。

NPU加持的好处是,不少手机功能会从“好看”变得更加“好用”。以智能语音功能为例,此前,语音功能在智能手机上并不鲜见,也算标配,但普遍不好用,原因在于,当时智能手机本身算力有限,不少计算需要在云端完成。加入了NPU,本地计算能力大大提升,AI会对当前语境和内容进行细致地分析,从而实现高准确率的识别体验,将语音识别的成功率提升到更高的级别。

从用户端的体验来看,这令语音助手变得更加可靠实用,越来越多消费者开始将传统的手动输入习惯改成了和智能手机语音互动。

另一个例子是手机拍照。AI的出现同样为喜欢手机摄影的人们带来新的改变。麒麟970搭载双通道ISP图像信号处理器,在动态影像捕捉和低光拍照上有很大的提升。双摄镜头+双ISP软硬件优化、再配合人工智能的计算机视觉分析,便能自动分析画面内的物体,并选择当前最佳的拍照模式,甚至可以进行物体追踪对焦和预测用户拍照时机。这是此前的手机相机无法实现的功能。

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