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華為昇騰芯片誕生的背景與歷程

半導體動態 ? 來源:網絡整理 ? 作者:工程師吳畏 ? 2018-10-11 11:55 ? 次閱讀

華為昨日在上海舉辦了一場特殊的全聯接大會,完整地公布了華為人工智能戰略,也公開了“達芬奇項目”,并且重磅發布了Ascend(昇騰)系列兩款AI芯片,震驚業界。那么昇騰芯片具體規劃是怎樣的?是否會向外界預測的那樣與芯片巨頭英偉達直接競爭?昇騰芯片與華為自家的麒麟芯片是怎樣的關系?下面,智能菌就為大家梳理華為昇騰芯片誕生的背景與歷程。

在全連接大會上,華為將公司的人工智能發展戰略和盤托出,分為五個部分:

1、投資基礎研究:在計算視覺、自然語言處理、決策推理等領域構筑數據高效(更少的數據需求)、能耗高效(更低的算力和能耗),安全可信、自動自治的機器學習基礎能力。

2、打造全棧方案:打造面向云、邊緣和端等全場景的、獨立的以及協同的、全棧解決方案,提供充裕的、經濟的算力資源,簡單易用、高效率、全流程的 AI 平臺。

3、投資開放生態和人才培養:面向全球,持續與學術界、產業界和行業伙伴廣泛合作,打造人工智能開放生態,培養人工智能人才。

4、解決方案增強:把 AI 思維和技術引入現有產品和服務,實現更大價值、更強競爭力。

5、內部效率提升:應用 AI 優化內部管理,對準海量作業場景,大幅度提升內部運營效率和質量。

其中,華為全棧全場景AI解決方案是整個戰略的核心,包括四個方面:

1、基于可統一、可擴展架構的系列化AI IP和芯片Ascend。

2、芯片算子庫和高度自動化算子開發工具CANN。

3、支持端、邊、云獨立的和協同的統一訓練和推理框架的MindSpore。

4、提供全流程服務ModelArts,分層API和預集成方案的應用使能。

在這個方案中,華為自研的AI芯片算是重中之重。徐直軍表示,“如果說算力的進步是當下 AI 大發展的主要驅動因素,那么,算力的稀缺和昂貴正在成為制約 AI 全面發展的核心因素。”

Ascend名字在華為的使用歷程

說到Ascend這個名字,華為最早將其用在了智能手機初期。華為將Ascend分為四個系列D、P、G、Y ,分別對應旗艦、高端、中端、入門。

2013年2月,Ascend P2發布,首次搭載了華為自家的海思K3V2四核處理器,因為4G牌照的問題,P2沒有在國內上市。之后發布的Ascend D2,使用了相同的處理器。K3V2是海思半導體第一款成功市場化的手機處理器。

2013年6月,華為直接跳過了Ascend P3,在英國倫敦發布了Ascend P6手機,這款手機使用了海思K3V2E四核處理器,這款處理器在華為手機產品中扮演了極重要的角色,成為華為手機前期的大功臣。

2014年5月,華為在法國巴黎推出Ascend P7手機,搭載海思Kirin910T四核處理器。直到這時,華為自家的手機處理器從海思半導體分拆出麒麟系列。

2015年4月,華為在英國倫敦首發P8新機,搭載麒麟930/麒麟935處理器。這個時候,華為在手機中開始慢慢淡化Ascend,而直接以P系列來命名手機。

Ascend芯片的五大系列和規劃

現在的Ascend(昇騰)芯片是華為“達芬奇項目”的一部分,也是華為全棧人工智能解決方案的一部分。

Ascend是基于可統一、可擴展架構的系列化AI IP和芯片,昇騰芯片包括Max,Mini,Lite,Tiny和Nano等五個系列,基于“達芬奇架構”制造。

本次發布了兩款昇騰芯片,分別是昇騰910(Ascend 910),昇騰310(Ascend 310)。

徐直軍表示,昇騰910屬于Max系列,是目前發布的所有芯片中,計算密度最大的單芯片。該芯片采取7nm工藝制程,最大功耗為350W。“昇騰910可以達到256個T,是目前全球已發布單芯片數最大的AI芯片,比最近英偉達的V100還要高出1倍。”徐直軍表示。

昇騰310(Ascend 310)屬于Mini系列,是目前面向計算場景最強算力的AI SoC。昇騰310是昇騰迷你系列的第一款產品。據稱這款芯片功耗為8瓦,采用12nm 工藝,算力可達16TFLOPS,其集成了16通道全高清視頻解碼器。

此外,徐直軍還推出了5款基于昇騰310芯片的AI產品,包括AI加速模塊Atlas 200、AI加速卡Atlas 300、AI智能小站Atlas 500、AI一體機Atlas 800、以及移動數據中心MDC 600。

Lite、Tiny和Nano三個系列芯片將在明年發布。

在發布芯片的同時,華為還發布了大規模分布式訓練系統 Ascend 集群,在設計中,該集群將包括 1024個 Asced 910芯片,算力達到 256P,大幅超過英偉達 DGX2 和谷歌 TPU 集群。這種服務器將同樣在 2019 年二季度推出,幫助開發者更快地訓練模型。

以下是外界對于華為AI芯片最關心的問題:

昇騰芯片將來是否會與英偉達直接競爭?

這此發布的兩款芯片都會在2019年第二季度上市,但徐直軍在隨后的媒體采訪環節表示,華為兩款AI芯片均不會單獨對外銷售,而是以AI加速模塊、AI服務器、云服務的形式面向第三方銷售。

徐直軍表示,“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,我們和純芯片廠商沒有直接競爭。”

為何要自研架構,而不采用寒武紀等合作伙伴方案?

對于外界一直疑問的華為為何要搭建自己的”達芬奇架構“,而不用寒武紀等廠商的方案。徐直軍在采訪中回答到,“構建新架構來支持人工智能芯片,是因為這是基于華為對人工智能的理解,基于端管云對對人工智能的需求自然產生的。”

徐直軍表示,華為需要覆蓋從云、到邊緣、到端到物聯網端,需要全新的架構,創造力的架構。“寒武紀也很好,但無法支持我們的全場景。”

華為首席架構師黨文栓介紹說,Ascend 芯片采用統一達芬奇架構:可擴展計算、可擴展內存、可擴展片上互聯。因此,這是全球首個覆蓋全場景的智能芯片系列。

華為為何一直如此專注開發AI芯片?

徐直軍認為,在目前數據隱私保護形勢下,很多事情無法單獨由云上的計算力完成,必須要在端側去完成。這是非常復雜的多目標的優化問題。

“這往往要面對能耗和內存的雙重限制,面對各種場景下的不同需求。比如在車載應用中要求響應速度很快,對各種圖片和視頻的處理精確度要求比較高,在聲音方面,降噪的要求就非常高,如何能夠利用GAN的方式去把聲紋和內容分開,這中間往往牽扯到個人隱私。”徐直軍說到,華為主要目的是要在端側方面開發出高性能的芯片,將盡量多的處理過程在端側完成,爭取提供最好的用戶體驗。

麒麟芯片和昇騰芯片是怎樣的關系?

接近華為的人士表示,麒麟芯片將主打手機處理器,昇騰芯片主要是配合云服務來使用,像昇騰310這樣的芯片雖然未來也會用于手機、手表等設備,但大多是需要低功耗的地方。對此,華為一名Fellow稱,二者關系保密,明年揭曉。

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