2022年AI芯片行業(yè)需要關(guān)注的5個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用和趨勢(shì)

人工智能(AI)應(yīng)用已經(jīng)變得比許多人幾年前想象的更加融入商業(yè)成功的結(jié)構(gòu)中。僅在去年一年，人工智能創(chuàng)新就掀起了許多大浪潮，從人工智能和計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的進(jìn)步，到數(shù)據(jù)中心的現(xiàn)代化和專業(yè)化的人工智能芯片，再到人工智能設(shè)計(jì)這些芯片。這些里程碑式的進(jìn)展正為該行業(yè)帶來(lái)令人興奮的機(jī)遇。

這場(chǎng)人工智能革命也推動(dòng)了對(duì)全新一代人工智能芯片系統(tǒng)(soc)的需求。到2026年，人工智能芯片組的全球市場(chǎng)價(jià)值預(yù)計(jì)將從2019年的80億美元增長(zhǎng)到700多億美元，因?yàn)榫哂袡C(jī)器學(xué)習(xí)能力的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的激增和智能城市的發(fā)展推動(dòng)了市場(chǎng)。隨著2021年第三季度創(chuàng)下179億美元的全球融資新紀(jì)錄，投資者已經(jīng)將創(chuàng)紀(jì)錄的資金投入人工智能創(chuàng)業(yè)公司，這反映出全球?qū)θ斯ぶ悄艿膹V泛需求。

新的一年帶來(lái)了新的目標(biāo)、機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)努力解決供應(yīng)鏈限制、全球芯片短缺以及2019冠狀病毒疾病的經(jīng)濟(jì)影響，同時(shí)也在探索“元宇宙”的可能性，將智能整合到底層硅的日益增長(zhǎng)的愿望使得每個(gè)組織都想公平分享人工智能蛋糕。

那么，明年人工智能將面臨怎樣的挑戰(zhàn)呢？請(qǐng)繼續(xù)閱讀我們對(duì)2022年人工智能下一步行動(dòng)的五個(gè)關(guān)鍵預(yù)測(cè)。

1. 人工智能對(duì)芯片設(shè)計(jì)的影響將繼續(xù)增長(zhǎng)

隨著更多的工作負(fù)載需要先進(jìn)的人工智能處理水平來(lái)驅(qū)動(dòng)智能功能，對(duì)高能效、高速運(yùn)算的專用芯片的需求，將使強(qiáng)大的人工智能芯片設(shè)計(jì)變得至關(guān)重要。一種新型的設(shè)計(jì)工具可以從迭代中學(xué)習(xí)并利用芯片設(shè)計(jì)環(huán)境中的數(shù)據(jù)，從而在生產(chǎn)率和成本效率方面提供了一個(gè)飛躍。人工智能的破壞將不僅為半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)者開啟新的機(jī)遇，也為那些通常擁有較小的團(tuán)隊(duì)或更有限的財(cái)政資源、以前沒(méi)有被視為提供令人興奮的硅解決方案的芯片設(shè)計(jì)巨頭的公司開啟新的機(jī)遇——從某種意義上講，這將平衡競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，并創(chuàng)造一種全球經(jīng)濟(jì)中利用人工智能芯片設(shè)計(jì)的公司的對(duì)稱性。

設(shè)計(jì)未來(lái)的人工智能硬件需要芯片設(shè)計(jì)技術(shù)的革命。2021年，敢于投資數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的公司見證了巨大的收益，并展示了令人印象深刻的技術(shù)能力，增加了對(duì)專用 AI 芯片的需求，以前所未有的速度籌集 AI 資金。隨著 gpu 繼續(xù)成為數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)培訓(xùn)的主導(dǎo)架構(gòu)，我們預(yù)計(jì)這種增長(zhǎng)將繼續(xù)下去，并看到超級(jí)擴(kuò)張者選擇下一代 ai 輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，以大規(guī)模探索性設(shè)計(jì)工作流程，同時(shí)自動(dòng)化不那么重要的決策。公司將開始為他們的芯片設(shè)計(jì)需求，轉(zhuǎn)向云-一個(gè)勝利的額外容量，更快的周轉(zhuǎn)時(shí)間，和高質(zhì)量的應(yīng)用程序優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2. 智能機(jī)器人將在智能萬(wàn)能時(shí)代帶來(lái)巨大的機(jī)遇

隨著越來(lái)越多的設(shè)備連接到云端，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)繼續(xù)為大規(guī)模推動(dòng)現(xiàn)實(shí)世界應(yīng)用的行業(yè)提供巨大的利益。一個(gè)相對(duì)較新的縮寫詞，結(jié)合了人工智能和物聯(lián)網(wǎng)的力量，AIoT 承諾一個(gè)更智能，智能，連接的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，可以處理和計(jì)算大量的數(shù)據(jù)量以前不可能使用傳統(tǒng)的處理方法。

隨著處于物聯(lián)網(wǎng)邊緣的技術(shù)(如增強(qiáng)智能和元宇宙的發(fā)展)的出現(xiàn)，大公司將重新調(diào)整戰(zhàn)略，把重點(diǎn)放在處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)最有意義的地方，并投資于人工智能創(chuàng)新，以利用 AIoT 設(shè)備的增長(zhǎng)。

3. 三個(gè)關(guān)鍵的應(yīng)用程序?qū)⑼苿?dòng)人工智能的發(fā)展

有三個(gè)明顯的市場(chǎng)贏家將優(yōu)先使用更多的人工智能來(lái)生產(chǎn)更好的芯片: 高性能計(jì)算(HPC)、自動(dòng)化設(shè)備和醫(yī)療保健。

高性能計(jì)算機(jī)市場(chǎng)已經(jīng)并將繼續(xù)推動(dòng)人工智能芯片的主要投資，這導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心需要專用芯片來(lái)執(zhí)行超過(guò)一萬(wàn)億個(gè)節(jié)點(diǎn)的人工智能工作負(fù)載的計(jì)算。在這一領(lǐng)域，我們看到越來(lái)越多的公司為汽車行業(yè)以及各種自動(dòng)化機(jī)器設(shè)計(jì)人工智能芯片——從工業(yè)機(jī)器到自動(dòng)化機(jī)器人以及無(wú)人機(jī)等空中機(jī)器。由于大數(shù)據(jù)和連接所有東西的愿望，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將需要經(jīng)過(guò)硅驗(yàn)證的 IP 解決方案，用于跨越各種應(yīng)用的復(fù)雜集成電路，這一領(lǐng)域在供應(yīng)鏈緊張的情況下，將在2022年繼續(xù)增長(zhǎng)。

對(duì)于一個(gè)持續(xù)適應(yīng)2019冠狀病毒疾病流行病的世界來(lái)說(shuō)，人工智能在醫(yī)療保健和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的結(jié)合帶來(lái)了許多機(jī)會(huì)，尤其是在診斷和醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域。雖然計(jì)算要求可能不像數(shù)據(jù)中心那樣極端，但是圍繞數(shù)據(jù)保護(hù)、安全和實(shí)時(shí)分析的獨(dú)特要求需要一個(gè)本地化的環(huán)境，這個(gè)環(huán)境對(duì)于在現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估和執(zhí)行分析是至關(guān)重要的。從今天的人工智能加速器到明天的認(rèn)知系統(tǒng)，這三個(gè)市場(chǎng)將見證公司和投資者對(duì)人工智能的興趣日益增長(zhǎng)，推動(dòng)人工智能在芯片設(shè)計(jì)和設(shè)備中的無(wú)縫集成。

4. 更多非傳統(tǒng)公司將加倍投入芯片設(shè)計(jì)

如果說(shuō)2021年給了我們什么教訓(xùn)的話，那就是人工智能重塑芯片設(shè)計(jì)前景的潛力的快速發(fā)展，已經(jīng)讓幾乎每一家科技公司都在考慮加入芯片設(shè)計(jì)行列。蘋果最近發(fā)布了令人印象深刻的內(nèi)部開發(fā) M1 Max，展示了可以整合多個(gè)強(qiáng)大的計(jì)算組件，并為臺(tái)式設(shè)備和其他設(shè)備提供行業(yè)中最強(qiáng)大的芯片的純粹創(chuàng)新。非傳統(tǒng)半導(dǎo)體公司加大自己定制的專用集成電路(asic)開發(fā)力度的速度，促使它們仔細(xì)研究?jī)?nèi)部開發(fā)硅的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，尤其是在它們所服務(wù)的關(guān)鍵市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的背景下。

這些激勵(lì)包括最大限度的數(shù)據(jù)控制和減少速度、洞察力、決策和結(jié)果之間的延遲。盡管建立一支世界級(jí)的芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)已成為創(chuàng)造和保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要途徑，但隨著發(fā)展迅速擴(kuò)展到新的市場(chǎng)，企業(yè)將越來(lái)越難以吸引和留住技術(shù)熟練的勞動(dòng)力。

5. 在整個(gè)系統(tǒng)堆棧中建立信任將變得至關(guān)重要

無(wú)論是為自動(dòng)駕駛汽車提供人工智能支持的系統(tǒng)，還是進(jìn)行金融交易，抑或是做出芯片設(shè)計(jì)決策的人工智能工具ーー所有這些參數(shù)都要求我們相信，這些決策將帶來(lái)更好的結(jié)果和生產(chǎn)力，而不是導(dǎo)致嚴(yán)重的規(guī)格缺陷、程序延遲或?qū)蛻舻呢?cái)務(wù)影響。這將使公司在硬件基礎(chǔ)設(shè)施中優(yōu)先考慮不同級(jí)別的信任，從而為遠(yuǎn)程設(shè)備管理、服務(wù)部署和生命周期管理創(chuàng)建安全通道(因此，確保整個(gè)系統(tǒng)堆棧對(duì)于最終客戶而言是可信的，而不僅僅是軟件)。

隨著人工智能在計(jì)算應(yīng)用中越來(lái)越普遍，對(duì)系統(tǒng)各個(gè)層次的高級(jí)信任和安全性的需求也會(huì)越來(lái)越大，尤其是在設(shè)計(jì)和集成階段。到目前為止，人工智能硬件與軟件相比還不是很重要。但隨著信任鏈在當(dāng)前供應(yīng)鏈環(huán)境中變得尤為重要，企業(yè)將需要一個(gè)貫穿整個(gè)工作流程的可信任鏈。

最終，所有這些預(yù)測(cè)都將受到更快的計(jì)算速度、更高的智能、更高效地處理更大的數(shù)據(jù)量以及我們使用的產(chǎn)品中更多功能的自動(dòng)化的需求驅(qū)動(dòng)。隨著人工智能滲透到企業(yè)中，大膽的新硬件架構(gòu)和明確的人工智能戰(zhàn)略將成為創(chuàng)新和人工智能與軟件系統(tǒng)無(wú)縫集成的核心推動(dòng)力。在 Synopsys，我們致力于讓技術(shù)變得更智能、更安全，從硅到軟件，并在未來(lái)幾年繼續(xù)投資于加速具有顛覆性的人工智能驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)解決方案的發(fā)展。