來(lái)源：內(nèi)容來(lái)自「fortune」，作者：JEREMY KAHN，謝謝。
軟銀旗下的英國(guó)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司 Arm Holdings 周一公布了兩款用于人工智能應(yīng)用的芯片設(shè)計(jì)。
一款名為 Arm Cortex-M55 處理器的芯片是 Arm 的微控制器系列中的最新產(chǎn)品，它是一款相對(duì)低成本，高能效的芯片，用于運(yùn)行傳感器和執(zhí)行一些簡(jiǎn)單的計(jì)算任務(wù)，適用于多種領(lǐng)域，包括汽車(chē)引擎、遙控玩具以及電動(dòng)工具等。
在過(guò)去，這些類(lèi)型的芯片通常缺乏足夠的計(jì)算能力來(lái)有效地執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)功能。相反，這些任務(wù)中的大多數(shù)必須在更高功率的芯片上執(zhí)行，比如 Arm 的 Cortex-A 微處理器，這些微處理器存在于世界上大多數(shù)智能手機(jī)中。
另一款新芯片名為 Arm Ethos-U55 NPU，其設(shè)計(jì)是與 M55 配合運(yùn)行，以滿(mǎn)足有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速需求的應(yīng)用。
在過(guò)去的十年里，人工智能的大部分進(jìn)展來(lái)自于在圖形處理單元上運(yùn)行這些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這是一款專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)芯片，最初是為了處理用于視頻游戲和動(dòng)畫(huà)的圖像渲染所需的密集數(shù)字運(yùn)算。
但是，最近，一些公司創(chuàng)建了 NPU，即 神經(jīng)處理單元 ，專(zhuān)門(mén)為運(yùn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的芯片。在基準(zhǔn)測(cè)試中，這些芯片可以比 GPU 更快、更有效地運(yùn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。Arm 聲稱(chēng) Ethos-U55 是業(yè)界的第一個(gè) 微型 NPU ，換句話(huà)說(shuō)，它是這些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)用芯片中的第一個(gè)，足夠小，足夠省電，可以在最小的電子設(shè)備上運(yùn)行。
麥肯錫咨詢(xún)公司（Consul tants McKinsey&Company）預(yù)測(cè)，到 2025 年，與 AI 相關(guān)的半導(dǎo)體年銷(xiāo)售額可能達(dá)到 670 億美元，約占所有計(jì)算機(jī)芯片需求的 20%。另一家咨詢(xún)公司德勤（Deloitte）預(yù)測(cè)，AI 專(zhuān)用芯片的市場(chǎng)今年將達(dá)到 26 億美元，到 2024 年將翻一番。
Arm 在 2018 年首次進(jìn)軍 AI 專(zhuān)用芯片市場(chǎng)，當(dāng)時(shí)推出了機(jī)器學(xué)習(xí)處理器的設(shè)計(jì)，另一款專(zhuān)門(mén)針對(duì)檢測(cè)圖像中的物體。但這兩種處理器都是為電力效率和成本不那么關(guān)鍵的環(huán)境設(shè)計(jì)的。
這家英國(guó)公司并不是唯一一家希望為低成本、高效率的傳感器和電子產(chǎn)品提供機(jī)器學(xué)習(xí)能力的芯片制造商。作為推動(dòng) 5G 移動(dòng)業(yè)務(wù)的一部分，華為已經(jīng)投資于廉價(jià)的 NPU，但它已經(jīng)將這些芯片打包為更高端手機(jī)的更大芯片的一部分，比如麒麟 970 芯片。英特爾在邊緣計(jì)算市場(chǎng)通常并不活躍，而是以數(shù)據(jù)中心和個(gè)人計(jì)算設(shè)備為目標(biāo)。AMD 開(kāi)發(fā)了一些芯片，旨在在智能電視等設(shè)備上運(yùn)行 AI 應(yīng)用程序。
Arm 公司并不自己制造半導(dǎo)體，而是將其設(shè)計(jì)授權(quán)給其他公司，該公司表示，基于這兩種新設(shè)計(jì)的芯片將于 2021 年交付給客戶(hù)。雖然該公司拒絕透露這個(gè)新設(shè)計(jì)的客戶(hù)名字，但在過(guò)去，Arm 已將其特定于 AI 的設(shè)計(jì)授權(quán)給包括三星、STMicroElectronics 和 NXP 在內(nèi)的公司。
該公司表示，通過(guò)將這兩種新芯片作為一個(gè)組合一起使用，在運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)的速度上實(shí)現(xiàn)了 480 倍的增長(zhǎng)，這與它以前在基準(zhǔn)測(cè)試中的 CortexM 芯片相比。（首批 15 倍提速來(lái)自 M55，與 Ethos-U55 結(jié)合后又有 32 倍的提速。）將這兩種芯片一起使用也會(huì)提高 25 倍的能源效率，這對(duì)于許多必須依賴(lài)于電池的設(shè)備來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。但 Arm 沒(méi)有透露其新芯片與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的 AI 芯片相比的性能如何。
Arm 的高級(jí)副總裁兼汽車(chē)和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)總經(jīng)理迪普蒂 Vachani 說(shuō)，新芯片允許將 AI 應(yīng)用帶到農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。在這些領(lǐng)域，數(shù)百或數(shù)千個(gè)裝有機(jī)器學(xué)習(xí)的低成本傳感器可以用來(lái)仔細(xì)校準(zhǔn)每個(gè)工廠(chǎng)應(yīng)該接收多少水、肥料或殺蟲(chóng)劑。物聯(lián)網(wǎng)代表了物聯(lián)網(wǎng)，連接各種新設(shè)備的想法，從安全攝像機(jī)到烤面包機(jī)，再到互聯(lián)網(wǎng)。
Vachani 還表示，讓 AI 在相對(duì)低功耗的設(shè)備上工作，而不是與當(dāng)今大多數(shù) AI 工作負(fù)載所在的基于云的數(shù)據(jù)中心保持經(jīng)常通信，對(duì)于數(shù)據(jù)安全和隱私至關(guān)重要。
例如，她說(shuō)智能揚(yáng)聲器，如 Alexa 或 GoogleHome，可以直接在設(shè)備上運(yùn)行語(yǔ)音識(shí)別和一些機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用程序。如今，這些設(shè)備不得不通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心，引發(fā)了人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全和竊聽(tīng)的擔(dān)憂(yōu)。
她還表示，人工智能在非互聯(lián)，相對(duì)低功耗的設(shè)備上工作對(duì)于實(shí)現(xiàn)互聯(lián)汽車(chē)以及最終實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛汽車(chē)的實(shí)現(xiàn)以及將機(jī)器學(xué)習(xí)帶入醫(yī)療設(shè)備至關(guān)重要。
Arm 說(shuō)，M55 本身將能夠承擔(dān)機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)，從非常簡(jiǎn)單的振動(dòng)檢測(cè) 甚至是前幾代 Cortex-M 都能處理 到檢測(cè)圖像中的物體。當(dāng)與 EthosU-55 相結(jié)合時(shí)，它可以承擔(dān)更高層次的任務(wù)，例如檢測(cè)特定的手勢(shì)，決定你的指紋或你的臉是否與設(shè)備上已經(jīng)存儲(chǔ)的生物特征相匹配，甚至語(yǔ)音識(shí)別。但是，更多的計(jì)算密集型任務(wù)，比如對(duì)各種各樣的物體進(jìn)行分類(lèi)，或者從人群的視頻中實(shí)時(shí)識(shí)別面孔，仍然需要更多的耗電和昂貴的芯片。
Vachani 還說(shuō)，新的芯片設(shè)計(jì)只是為了執(zhí)行所謂的 AI 推理，這涉及到數(shù)據(jù)輸入和使用一個(gè)統(tǒng)計(jì)模型，已經(jīng)訓(xùn)練，以作出預(yù)測(cè)從該數(shù)據(jù)。模型的實(shí)際訓(xùn)練，機(jī)器學(xué)習(xí)的 學(xué)習(xí) 部分，仍然需要在更強(qiáng)大的芯片上的數(shù)據(jù)中心完成。
