谷歌TPU
鳳凰科技訊 北京時(shí)間5月21日消息，谷歌正在開(kāi)發(fā)自有芯片TPU，它主要針對(duì)的是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)?！哆B線》雜志刊文稱，谷歌TPU影響的不只是在線帝國(guó)本身，還可能會(huì)威脅全球芯片巨頭，首當(dāng)其沖的是英特爾和Nvidia。
下面是文章全文：
谷歌已經(jīng)開(kāi)發(fā)自己的計(jì)算機(jī)芯片，以后還會(huì)繼續(xù)開(kāi)發(fā)。
幾天前，最強(qiáng)大的互聯(lián)網(wǎng)公司谷歌震動(dòng)了科技世界，它展示了一款新的定制芯片，很顯然，新芯片將會(huì)推動(dòng)AI（人工智能）的發(fā)展，而AI正是龐大在線帝國(guó)的未來(lái)。
谷歌已經(jīng)通過(guò)不同的方式重構(gòu)了科技產(chǎn)業(yè)，開(kāi)發(fā)自有芯片使得公司再向前推進(jìn)一步。在過(guò)去10年里，谷歌為大型數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)了全新硬件，而數(shù)據(jù)中心正是谷歌在線服務(wù)金字塔的根基。谷歌服務(wù)的范圍和規(guī)模都是空前的，它需要更高效率的硬件來(lái)運(yùn)行。在過(guò)去幾年里，許多互聯(lián)網(wǎng)巨頭模仿谷歌，給全球硬件市場(chǎng)造成了巨大的沖擊。
在新展示的芯片上，谷歌的目標(biāo)是一樣的：將效率提升到空前的高度。要讓AI發(fā)展到新水平，芯片需要提高性能，降低能耗。實(shí)際上，谷歌芯片的影響已經(jīng)超越了“谷歌帝國(guó)”的范疇，它甚至已經(jīng)對(duì)芯片產(chǎn)業(yè)的未來(lái)構(gòu)成威脅，比如英特爾和Nvidia；當(dāng)你審視谷歌的未來(lái)愿景時(shí)，這種感覺(jué)會(huì)更加明顯。烏爾斯·霍爾澤（Urs H?lzle）主要負(fù)責(zé)谷歌的全球數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，他告訴媒體，新的定制芯片只是第一步。
谷歌不會(huì)向其它企業(yè)銷售芯片，不會(huì)和英特爾、Nvidia直接競(jìng)爭(zhēng)。由于擁有龐大的數(shù)據(jù)中心，谷歌目前還是兩家公司的最大潛在客戶。與此同時(shí)，隨著越來(lái)越多的企業(yè)接受谷歌云計(jì)算服務(wù)，它們自己購(gòu)買的服務(wù)器越來(lái)越少。
事實(shí)上，谷歌在發(fā)布新芯片時(shí)還宣傳了自己的云計(jì)算服務(wù)，它可以讓企業(yè)、編碼員利用谷歌AI引擎來(lái)開(kāi)發(fā)自有應(yīng)用。當(dāng)谷歌向其它企業(yè)兜售AI服務(wù)時(shí)，肯定會(huì)鼓吹運(yùn)行AI的硬件，它會(huì)說(shuō)這些硬件是最好的，其它企業(yè)沒(méi)有。
谷歌數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)人霍爾澤
飛速前進(jìn)
谷歌將新芯片取名為Tensor Processing Unit，簡(jiǎn)稱為“TPU”。為什么？因?yàn)樗梢暂o助TensorFlow的運(yùn)行，TensorFlow是一個(gè)軟件引擎，它是谷歌深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的驅(qū)動(dòng)力，神經(jīng)網(wǎng)是一個(gè)由硬件軟件組成的網(wǎng)絡(luò)，可以通過(guò)分析海量數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)特殊任務(wù)。其它科技巨頭在運(yùn)行深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)采用的是GPU，我們一般用GPU來(lái)渲染游戲圖像、其它圖像質(zhì)量要求很高的應(yīng)用。用GPU來(lái)運(yùn)算深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)十分適合，但是谷歌聲稱自己開(kāi)發(fā)的芯片效率更高。根據(jù)谷歌的介紹，TPU專門針對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行過(guò)裁減，運(yùn)行單個(gè)操作時(shí)需要的晶體管更少。
事實(shí)上，谷歌已經(jīng)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)使用TPU和GPU。TPU具體是如何使用的呢？霍爾澤拒絕透露，他只是說(shuō)公司用TPU來(lái)處理語(yǔ)音識(shí)別的“部分運(yùn)算”，語(yǔ)音識(shí)別用在Andorid平臺(tái)中?；魻枬蛇€表示，谷歌會(huì)發(fā)表論文描述芯片帶來(lái)的好處，還會(huì)用其它方法設(shè)計(jì)新芯片來(lái)處理深度學(xué)習(xí)問(wèn)題。最終，谷歌的目標(biāo)是淘汰GPU?；魻枬煞Q：“GPU實(shí)際上離我們已經(jīng)遠(yuǎn)了一點(diǎn)點(diǎn)，在機(jī)器學(xué)習(xí)中GPU使用太廣泛，實(shí)際上它并不是針對(duì)深度學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)的?！?/p>
Nvidia可不愿意聽(tīng)到這樣的言論。作為世界最主要的GPU銷售商，Nvidia已經(jīng)跳出了自己的業(yè)務(wù)范圍，開(kāi)始向AI進(jìn)軍?；魻枬芍赋?，最新的Nvidia GPU特別針對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)提供了一種模式。很顯然，谷歌希望變化更快到來(lái)，快很多。
更智能的芯片
其它企業(yè)也在開(kāi)發(fā)新的芯片，最搶眼的是微軟。現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）是一種芯片，執(zhí)行特殊任務(wù)時(shí)可以重新編程。微軟已經(jīng)在機(jī)器學(xué)習(xí)中測(cè)試FPGA芯片，英特爾最近也收購(gòu)了一家銷售FPGA芯片的公司。
一些分析師認(rèn)為FPGA挺進(jìn)的方向更加“智能”。Moor Insights and Strategy（以下簡(jiǎn)稱MSS）是一家專門研究芯片產(chǎn)業(yè)的咨詢公司，該公司首席分析師、總裁帕特里克·摩爾海德（Patrick Moorhead）認(rèn)為FPGA的彈性要大得多。摩爾海德稱，即使谷歌的新TPU殺傷力巨大，要制造此類芯片至少也需要6個(gè)月，芯片市場(chǎng)是一個(gè)高度競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)，6個(gè)月的時(shí)間太長(zhǎng)了。
但是谷歌并不需要“彈性”，它需要的是速度。為什么谷歌重新開(kāi)發(fā)芯片，而不是使用FPGA？霍爾澤稱：“因?yàn)樗??！?/p>
核心業(yè)務(wù)
霍爾澤還指出，谷歌的芯片并不會(huì)替代CPU。眾所周知，CPU是每一臺(tái)計(jì)算機(jī)服務(wù)器的核心。在數(shù)據(jù)中心，谷歌的無(wú)數(shù)計(jì)算機(jī)仍然需要CPU才能運(yùn)行，CPU正是英特爾的核心業(yè)務(wù)。盡管如此，谷歌還是執(zhí)意要打造自己的芯片，用在AI上，未來(lái)它可能會(huì)走得更遠(yuǎn)，開(kāi)發(fā)自己的CPU，這點(diǎn)我們肯定很擔(dān)心。
不會(huì)，谷歌不會(huì)開(kāi)發(fā)CPU，霍澤爾否認(rèn)了這種可能性，他說(shuō)：“我們想解決那些沒(méi)有解決的問(wèn)題?！睋Q句話說(shuō)，CPU是一門成熟的技術(shù)，它的發(fā)展大致符合方向?；魻枬煞Q，谷歌希望芯片市場(chǎng)能夠健康競(jìng)爭(zhēng)。也就是說(shuō)谷歌想從眾多銷售商手中購(gòu)買芯片，不能局限于英特爾。競(jìng)爭(zhēng)越大，價(jià)格越低，對(duì)谷歌越有利?；魻枬山忉屨f(shuō)，正是為了拓寬選擇面，谷歌才選擇與OpenPower Foundation合作。OpenPower Foundation提供芯片設(shè)計(jì)，任何人都可以使用，都可以修改。
這是一個(gè)很有殺傷力的構(gòu)想，足以威脅全球最大的芯片制造商。IDC分析師謝恩·勞（Shane Rau）認(rèn)為，在全球銷售的所有服務(wù)器CPU中谷歌購(gòu)買了大約5%。在最近的一年時(shí)間里，谷歌買了120萬(wàn)塊芯片，大多芯片很可能來(lái)自英特爾。2012年，英特爾高管在接受采訪時(shí)曾透露，谷歌從英特爾手中購(gòu)買的服務(wù)器芯片比其它5家公司的總和還多，在全球銷售服務(wù)器的只有這6家公司。
不論谷歌為CPU制定的計(jì)劃是怎樣的，深度學(xué)習(xí)專用芯片的開(kāi)發(fā)工作都會(huì)繼續(xù)下去。什么管用，什么不管用，我們可能還要幾年時(shí)間才能知道，畢竟神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也在持續(xù)進(jìn)化?；魻枬煞Q：“我們一直在學(xué)習(xí)，最終答案是什么？我自己也不知道。”當(dāng)谷歌不斷學(xué)習(xí)的時(shí)候，全球芯片制造商肯定會(huì)密切關(guān)注。（編譯/虎濤）
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