叫板英偉達(dá)的GPU 英特爾信心從何來？

　　眾所周知，當(dāng)前幾乎所有主流的深度學(xué)習(xí)都在使用英偉達(dá)的GPU(圖形處理器)。這是由于深度學(xué)習(xí)是需要訓(xùn)練的，訓(xùn)練所需的計(jì)算量大的驚人，用傳統(tǒng)的CPU計(jì)算需要漫長(zhǎng)的時(shí)間，而GPU善于并行處理數(shù)據(jù)，能很大程度上減少深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練方面的時(shí)間。于是，深度學(xué)習(xí)成為促成GPU發(fā)展的大好時(shí)機(jī)，原來在圖像處理領(lǐng)域擁有深厚積累的硬件制造商英偉達(dá)，超過傳統(tǒng)的計(jì)算廠商英特爾一躍成為這一領(lǐng)域的領(lǐng)軍者。如今，無論是國(guó)外的谷歌、Facebook，還是國(guó)內(nèi)的百度、阿里、騰訊等，無一例外地都在使用英偉達(dá)GPU開展深度學(xué)習(xí)研究，英偉達(dá)成為這一領(lǐng)域的幾乎唯一的供貨商。

　　英特爾的反擊

　　人工智能的發(fā)展，特別是深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域CPU地位的衰落，讓英特爾行業(yè)地位都有可能不保。英特爾在移動(dòng)戰(zhàn)略失敗后，又將賭注押在了人工智能上，并堅(jiān)信它代表著企業(yè)數(shù)據(jù)中心的下一個(gè)重大轉(zhuǎn)變。2016 年 8 月，英特爾斥資近4億美元收購(gòu)了一家深度學(xué)習(xí)公司Nervana，這是一家創(chuàng)立還不到兩年、只有48名員工的小公司。Nervana由前高通公司研究員Naveen Rao創(chuàng)建，其主營(yíng)業(yè)務(wù)是出售以深度學(xué)習(xí)任務(wù)為基礎(chǔ)的各類硬件，并利用自己的硬件設(shè)施提供深度學(xué)習(xí)的云計(jì)算服務(wù)。值得注意的是，Nervana在2015年就已研發(fā)出并開放給業(yè)界一款深度學(xué)習(xí)軟件Neon，該軟件在業(yè)內(nèi)擁有一定的名氣。甚至有研究人員稱，Nervana的Neon軟件比Facebook的Torch7、英偉達(dá)的cuDNN等業(yè)界知名的深度學(xué)習(xí)工具的性能都要高。

　　對(duì)于英特爾這樣的芯片制造商來說，收購(gòu)Nervana后可利用雄厚的硬件基礎(chǔ)使其能夠?qū)C(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)全部嵌入芯片中，而不只是讓軟件在任何顯卡芯片集上運(yùn)行，這樣能極大地提升機(jī)器學(xué)習(xí)的訓(xùn)練速度。英特爾收購(gòu)該公司，還能將其預(yù)計(jì)2017年才問世的深度學(xué)習(xí)加速器芯片用于自家處理器上，以此挑戰(zhàn)英偉達(dá)在人工智能市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。

　　英特爾的新款芯片

　　在今年的英特爾開發(fā)者大會(huì)上，英特爾宣布將于2017年推出專門為人工智能深度學(xué)習(xí)而設(shè)計(jì)的最新一代產(chǎn)品——Intel Xeon Phi處理器，代號(hào)Knights Mill，稱其運(yùn)算能力比對(duì)手的Kepler GPU系列產(chǎn)品快兩倍以上。英特爾首席執(zhí)行官表示，“圖形芯片在人工智能方面沒有任何獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，它不是唯一解決方案。”按計(jì)劃，英特爾將于2017年上半年測(cè)試基于Nervana技術(shù)的加速處理器(代號(hào)為L(zhǎng)ake Crest)芯片，并在下半年發(fā)售該芯片。據(jù)稱，Lake Crest芯片專門針對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了優(yōu)化，可為深度學(xué)習(xí)提供極高的性能，并可通過內(nèi)部高速互連的帶寬提供前所未有的計(jì)算密度。在運(yùn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)任務(wù)時(shí)，在同樣的能耗水平上Lake Crest芯片將比目前最頂級(jí)的圖形處理芯片有更好的性能。

　　據(jù)稱，Lake Crest芯片將使用臺(tái)積電的28納米工藝制造，可以加速各類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過程，比如谷歌的TensorFlow。Lake Crest芯片由所謂的“處理集群”陣列構(gòu)成，處理被稱作“活動(dòng)點(diǎn)”的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)運(yùn)算。該方法擁有比浮點(diǎn)運(yùn)算小得多的計(jì)算量，因此帶來了10倍的性能提升。通過逐年演進(jìn)，到2020年英特爾的芯片將使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的性能提高100倍。在軟件方面，英特爾將于2017發(fā)布并開源針對(duì)Nervana的圖形編譯器。同時(shí)，英特爾也在優(yōu)化運(yùn)行在x86處理器之上的主流人工智能框架，包括在今年底之前推出TensorFlow的一個(gè)版本，用于深度學(xué)習(xí)的SDK將于明年1月份推出。

　　結(jié)論

　　盡管英特爾自稱其研發(fā)的新款芯片產(chǎn)品，性能領(lǐng)先當(dāng)前主流GPU芯片數(shù)倍，但是此前英偉達(dá)也駁斥過英特爾的說話，據(jù)說是評(píng)測(cè)的基準(zhǔn)不一致。此外，在沒有真正推向市場(chǎng)前，一切的叫板都是無力的，英特爾需要盡快推出有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品并扭轉(zhuǎn)當(dāng)前深度學(xué)習(xí)芯片市場(chǎng)的頹勢(shì)地位才行，從這點(diǎn)看，英特爾還有很大一段路需要走。但是，對(duì)于人工智能的從業(yè)者來說，另一種芯片架構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)者的加入，將給整個(gè)行業(yè)帶來更多選擇，價(jià)格低廉、性能強(qiáng)大的處理芯片將給人工智能領(lǐng)域帶來更多的創(chuàng)新機(jī)會(huì)。