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发布日期：2024-06-26 作者：开云
为顺应AI利用，计较机芯片需进行更多并行计较。图片来历：谷歌公司
美国开放人工智能研究中间（OpenAI）首席履行官山姆 奥特曼等人认为，人工智能（AI）将从底子上改变世界经济，具有壮大的计较芯片供给能力相当主要。芯片是鞭策AI行业成长的主要身分，其机能和运算能力直接影响着AI手艺的前进和利用前景。
英国《天然》杂志网站在近日的报导中指出，工程师正竞相开辟包罗图形处置单位（GPU）等在内的尖端芯片，以知足将来AI的计较需求。
GPU加速机械进修运算速度
GPU是英伟达公司标记性的计较机芯片。传统中心处置单位（CPU）按挨次处置指令，而GPU可并行处置更多指令，是以可散布式练习法式，从而年夜年夜加速机械进修的运算速度。
2022年，英伟达公司Hopper超等芯片在MLPerf上击败了包罗图象分类和语音辨认在内所有种别的竞争敌手。MLPerf是国际上最权势巨子、最有影响力的AI基准测试之一，被誉为“AI界奥运会”。
本年3月，英伟达正式展现了机能更优良的新一代AI芯片Blackwell。它具有2080亿个晶体管，是英伟达首个采取多芯片封装设计的GPU。跟着手艺成长，GPU变得愈来愈年夜，假如不克不及更年夜，就把更多GPU组合在一路，酿成更年夜的虚拟GPU。Blackwell就是在统一个芯片上集成了两个GPU，新架构将经由过程芯片与芯片间的毗连手艺，一步步构建出更年夜型AI超算集群。
假如要练习一个具有1.8万亿个参数的GPT模子，需要8000块Hopper芯片，耗能15兆瓦，用时3个月。假如利用Blackwell芯片，只需2000块，耗能4兆瓦，就可以在一样的时候内完成使命。
AI芯片市场延续增加，英伟达今朝供给了此中80%以上的产物。2023年，该公司售出55万块Hopper芯片。近日，该公司市值初次冲破3万亿美元，超出苹果，仅次在微软，成为全球市值第二高的公司。
多种芯片竞相出现
虽然GPU一向是AI革命的焦点，但它们并不是是独一“主角”。跟着AI利用的激增，AI芯片的种类也在激增，现场可编程门阵列（FPGA）可谓“桂林一枝”。
FPGA是一种在计较和数字电路范畴普遍利用的硬件装备。它以怪异的可编程性和矫捷性，成为嵌入式系统、高机能计较处置等多种利用的抱负选择。
这就像搭建乐高积木，工程师可将FPGA电路一个接一个地构建到他们能想象的任何设计中，不管是洗衣机传感器仍是用在指导主动驾驶汽车的AI。不外，与具有不成调理电路的AI芯片（如GPU）比拟，FPGA运行速度相对更慢开云体育app、效力更低。但FPGA对处置某些使命（如粒子对撞机发生的数据）很有效。英伟达加快计较团体产物营销总监戴维 萨尔瓦托指出，FPGA的易编程性也对原型设计很有帮忙。
张量处置单位（TPU）则是谷歌公司专为神经收集机械进修而定制的芯片，旨在履行矩阵计较和张量操作。TPU作为谷歌深度进修框架TensorFlow的加快器在2016年初次推出，其设计方针是供给低功耗、高效能的矩阵运算，以知足年夜范围机械进修和神经收集练习的需求。TPU在机能与能效之间获得了杰出均衡。它们的功耗相对较低，这对年夜范围数据中间和在移动装备上的利用相当主要。
另外，元宇宙平台也在自力开辟本身的芯片。谷歌、英特尔和高通成立了UXL基金会，用以开辟一套撑持多种AI加快器芯片的软件和东西，以此匹敌英伟达的GPU。
固然，GPU等AI芯片的鼓起其实不意味着传统CPU的终结，二者相互扬长避短已成年夜势所趋。例如，有一个版本的Blackwell芯片就让GPU与CPU联袂；世界上最壮大的超等计较机之1、位在美国田纳西州橡树岭国度尝试室的“前沿”也依靠CPU和GPU的连系，来履行高机能计较。
斟酌到曩昔十年芯片范畴天翻地覆的转变，工程师们可能很难猜测芯片的将来。未来可能会研制出利用光而非电子的光学芯片，或量子计较芯片，而进一步晋升芯片机能，将加快AI在科学范畴的利用。
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