AI-aaS將是創(chuàng)業(yè)者最容易進(jìn)入的風(fēng)口，在很多領(lǐng)域都大有可為；而芯片、算法框架等基礎(chǔ)層的AI建設(shè)更像是大佬的游戲。
智東西 編｜十四
人工智能（AI），可以說(shuō)是科技信息時(shí)代的大飛躍，既具備一定的類人邏輯性，又具備強(qiáng)大的計(jì)算能力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力。雖然，目前業(yè)界并不處在一個(gè)良好的投資狀態(tài)，但AI 技術(shù)依舊被認(rèn)為是下一個(gè)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益，提高社會(huì)生產(chǎn)力的巨大突破點(diǎn)。
事實(shí)上，在過(guò)去的這兩年時(shí)間里，AI、機(jī)器人、自動(dòng)駕駛等概念已經(jīng)成為最前沿的文化、政治名詞。很多研究認(rèn)為，我們目前正處于這樣一個(gè)技術(shù)拐點(diǎn)：計(jì)算能力更強(qiáng)更快，數(shù)據(jù)源更豐富，深度學(xué)習(xí)算法趨于成熟，專業(yè)的硬件（芯片）和開源代碼逐漸崛起，越來(lái)越多的實(shí)用性AI應(yīng)運(yùn)而生。
本期的智能內(nèi)參，我們推薦來(lái)自高盛的AI產(chǎn)業(yè)調(diào)研報(bào)告，報(bào)告詳細(xì)介紹了AI的技術(shù)背景、應(yīng)用前景和目前的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)局勢(shì)及產(chǎn)業(yè)鏈地圖，如果想收藏本文的報(bào)告全文，可以在智東西（公眾號(hào)：zhidxcom）回復(fù)關(guān)鍵詞“nc113”下載。
以下為智能內(nèi)參整理呈現(xiàn)的干貨：
數(shù)據(jù)可以說(shuō)是機(jī)器學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。分布全球的無(wú)所不在的互聯(lián)設(shè)備，包括移動(dòng)設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)等，使得非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)大量增長(zhǎng)，也就是說(shuō)，機(jī)器學(xué)習(xí)算法能夠用來(lái)模擬、訓(xùn)練和測(cè)試的數(shù)據(jù)源更加充足。
僅以特斯拉互聯(lián)汽車為例，截至目前，特斯拉總行程78000萬(wàn)英里，公司平臺(tái)額外驅(qū)動(dòng)的互聯(lián)汽車也行駛了 100萬(wàn)英里。無(wú)線運(yùn)營(yíng)方面，Verizon8月公布了新的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，使得遠(yuǎn)程傳感器聯(lián)通云端軟件的速度更快。同時(shí)，新的5G網(wǎng)絡(luò)也將促進(jìn)傳輸數(shù)據(jù)，IDC預(yù)計(jì)截至2020年，年均數(shù)據(jù)量將達(dá)44澤字節(jié)（也就是44萬(wàn)億字節(jié)），未來(lái)五年復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)141%，大數(shù)據(jù)技術(shù)將逐漸滲透實(shí)用領(lǐng)域。
與此同時(shí)，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建立大規(guī)模數(shù)據(jù)庫(kù)和云端處理技術(shù)的成本也在不斷降低。智東西也曾在111期智能內(nèi)參援引世界經(jīng)濟(jì)論壇指出：預(yù)計(jì)不用三年，將有90%的人擁有被廣告商支持的無(wú)限的免費(fèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。這是因?yàn)?，硬盤驅(qū)動(dòng)器的成本持續(xù)下降，激勵(lì)著數(shù)據(jù)的創(chuàng)造。事實(shí)上，近90%的數(shù)據(jù)是過(guò)去兩年中創(chuàng)建的。
*IDC調(diào)研的數(shù)據(jù)量增長(zhǎng)趨勢(shì)
GPU被認(rèn)為是低成本、高計(jì)算能力的處理單元，特別是針對(duì)云端服務(wù)和新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它能提高準(zhǔn)確性和計(jì)算速率?；贕PU的并行結(jié)構(gòu)允許更快的機(jī)器學(xué)習(xí)培訓(xùn)體系，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于目前廣泛使用的基于CPU的數(shù)據(jù)架構(gòu)。此外，通過(guò)額外的顯卡網(wǎng)絡(luò)，GPU體系可以加快迭代，實(shí)現(xiàn)更為精確的快速培訓(xùn)。
*基于GPU的云運(yùn)算
芯片浮點(diǎn)能力發(fā)展之快可以以NVIDIA GPU（GTX 1080）為例：該芯片性能為9T浮點(diǎn)運(yùn)算，價(jià)值約700美元，也就是每G約8美分。參考1961年的IBM 1620，不考慮浮點(diǎn)運(yùn)算能力的話，通過(guò)串聯(lián)實(shí)現(xiàn)的每G浮點(diǎn)運(yùn)算需耗9萬(wàn)億美元。
智東西也曾在102期智能內(nèi)參中強(qiáng)調(diào)GPU的市場(chǎng)前景，并分析市場(chǎng)份額。相比于CPU，GPU 具有數(shù)以千計(jì)的計(jì)算核心，及強(qiáng)大、高效并行計(jì)算能力， 可實(shí)現(xiàn) 10-100倍應(yīng)用吞吐量，特別適用于AI 海量訓(xùn)練數(shù)據(jù)情形。目前深度學(xué)習(xí)解決方案幾乎完全依賴 （NVIDIA的）GPU。
*超級(jí)計(jì)算機(jī)浮點(diǎn)指數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)
*千兆次浮點(diǎn)運(yùn)算所需成本變化趨勢(shì)
越來(lái)越多的算法研究推動(dòng)著深度學(xué)習(xí)的實(shí)用性，伯克利、谷歌、Facebook也紛紛公開自家的源代碼框架，也就是Caffe、TensorFlow和Torch。源代碼的開放吸引著越來(lái)越多的軟件開發(fā)者嘗試新的算法，不到一年，TensorFlow就以及該形成了一個(gè)活絡(luò)的存儲(chǔ)庫(kù)GitHub，作為目前最大的開發(fā)商合作網(wǎng)站。當(dāng)然，并不是所有的AI都出自于開源框架。
*AI進(jìn)程時(shí)間表
從技術(shù)更新周期來(lái)看，過(guò)去50年，計(jì)算機(jī)在摩爾定律的推動(dòng)下不斷進(jìn)步，僅僅在系統(tǒng)框架方面，計(jì)算能力、存儲(chǔ)容量帶寬、編程語(yǔ)言轉(zhuǎn)換都有很大的進(jìn)展。參見90年代技術(shù)變革帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)繁榮，推動(dòng)了軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)公司的整改。公共軟件公司1995至今市值從2億美元暴漲到5億美元，只有2000年左右趨于平緩。顯然，AI也有這樣的趨勢(shì)，引領(lǐng)硬件、軟件、數(shù)據(jù)和服務(wù)提供商等領(lǐng)域的增長(zhǎng)。事實(shí)上，谷歌、亞馬遜、微軟和Salesforce自2014年來(lái)就已經(jīng)完成了17起AI相關(guān)的收購(gòu)。
*2014年以來(lái)的AI相關(guān)收購(gòu)項(xiàng)目
*AI風(fēng)投增長(zhǎng)趨勢(shì)
目前，科技大佬和風(fēng)投人主要關(guān)注的有三個(gè)方面：DIY，也就是自主建立自己的人才和數(shù)據(jù)庫(kù)，推出新的AI棧，主要玩家包括微軟、谷歌、亞馬遜和百度；咨詢服務(wù)，為垂直和特定的領(lǐng)域提供專業(yè)的AI咨詢，如IBM的沃森；開發(fā)服務(wù)型AI（AI-aaS），如谷歌圖片識(shí)別模型。
*人工智能系統(tǒng)框架示意圖
*AI棧的演化
高盛咨詢了各大公司和風(fēng)投機(jī)構(gòu)，總結(jié)認(rèn)為，AI或者機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）將被互聯(lián)網(wǎng)公司大量的使用，這就需要有效數(shù)據(jù)收集和相關(guān)人才稀缺。不過(guò)，隨著移動(dòng)互聯(lián)設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)的普及，數(shù)據(jù)量越來(lái)越多，數(shù)據(jù)收集變得越來(lái)越容易。
目前，AI堆棧與其他前沿技術(shù)最大的區(qū)別在于，大部分的機(jī)器學(xué)習(xí)嚴(yán)重依賴于開源技術(shù)和基于云平臺(tái)供應(yīng)商的服務(wù)。這是因?yàn)?，AI和ML需要大量數(shù)據(jù)支持，并且按需計(jì)算。目前，AI主要的基礎(chǔ)技術(shù)投資都來(lái)自于微軟、谷歌、亞馬遜等云服務(wù)提供者，其中，云運(yùn)算的首選是GPU和FPGA，它們能夠進(jìn)行并行的，快速的數(shù)據(jù)處理。很多公司都會(huì)購(gòu)買這些開源或者云服務(wù)來(lái)幫助開拓客戶，減少運(yùn)營(yíng)成本。
*主要的開源項(xiàng)目
人才缺乏為IBM、埃森哲和德勒等公司的資訊服務(wù)營(yíng)造了市場(chǎng)環(huán)境。因此，機(jī)器學(xué)習(xí)的相關(guān)人才有著非常大的機(jī)遇，甚至有組織舉行數(shù)據(jù)科學(xué)大賽，提供獎(jiǎng)勵(lì)。
*機(jī)器學(xué)習(xí)人才招聘狀況
AI需要獨(dú)特的數(shù)據(jù)集和專業(yè)的人才，這似乎使得五年內(nèi)看到大量AI公司成為一件奢望。事實(shí)上，最可能的情況是，公司們利用AI提供商的數(shù)據(jù)和框架等來(lái)創(chuàng)造附加價(jià)值的AI服務(wù)，也就是API，研發(fā)AI應(yīng)用程序是最基本的例子，尤其是圖像識(shí)別和語(yǔ)音識(shí)別等。目前，谷歌和微軟都提供收費(fèi)API，開發(fā)者可以講該API嵌入自己的應(yīng)用程序，提高產(chǎn)品定位和水平。
AI-aaS應(yīng)用于垂直領(lǐng)域可以幫助大公司組合數(shù)據(jù)，構(gòu)建機(jī)器學(xué)習(xí)模型，賣給合作伙伴或者客戶、供應(yīng)商。初創(chuàng)公司也可以據(jù)此構(gòu)建專門的數(shù)據(jù)集，用于諸如醫(yī)學(xué)成像、廣告、零售等領(lǐng)域。
值得注意的是，除了這些高端技術(shù)層面，跟我們更為密切的AI應(yīng)用即聊天機(jī)器人（聊天程序，bots），這被認(rèn)為是未來(lái)人機(jī)交互的入口，尤其是自然語(yǔ)言識(shí)別、訊息平臺(tái)和虛擬助手，是目前技術(shù)關(guān)注的關(guān)鍵點(diǎn)。
*AI-aaS案例
*AI-aaS API及價(jià)格
基于傳感器和衛(wèi)星等技術(shù)提供的有效的視聽數(shù)據(jù)，機(jī)器學(xué)習(xí)有望幫助增加作物產(chǎn)量（即繁殖能力），減少肥料和灌溉成本，協(xié)作作物和牲畜疾病的早期檢測(cè)，降低勞動(dòng)力成本，幫助收獲后進(jìn)行分類物流，進(jìn)入市場(chǎng)。
*機(jī)器學(xué)習(xí)用于農(nóng)業(yè)
機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能在金融服務(wù)行業(yè)有廣泛的應(yīng)用,隨著數(shù)據(jù)集的豐富，AI可以用于投資決策、信貸風(fēng)險(xiǎn)概況等，利用更少的時(shí)間處理更為豐富全面的市場(chǎng)信息，提供專業(yè)可觀，甚至更準(zhǔn)確的分析。
*AI用于金融服務(wù)
機(jī)器學(xué)習(xí)在醫(yī)療方面的可用性非常廣，能夠提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，幫助發(fā)現(xiàn)高回報(bào)的技術(shù)和藥物，幫助測(cè)試分析、優(yōu)化治療。預(yù)計(jì)隨著機(jī)器學(xué)習(xí)的人工智能的技術(shù)逐漸成熟，將推動(dòng)藥物研發(fā)過(guò)程，每年減少260億成本支出，同時(shí)還能驅(qū)動(dòng)醫(yī)療信息高效化。
*未來(lái)十年醫(yī)療AI的投資回報(bào)率
*AI在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用
線上對(duì)線下已經(jīng)被證實(shí)是對(duì)傳統(tǒng)零售業(yè)的挑戰(zhàn)，電子商務(wù)可以積累大量的客戶信息，基于這些數(shù)據(jù)，AI零售可以幫助企業(yè)更好的為目標(biāo)客戶服務(wù)，更有效的傳遞產(chǎn)品信息。
*全球電子商務(wù)發(fā)展趨勢(shì)
石油和天然氣行業(yè)的探測(cè)和采煉有時(shí)處在極端條件，因此設(shè)備和工藝的可靠性很重要，影響著項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。為了避免操作失誤，這個(gè)行業(yè)往往采用了過(guò)渡冗雜的工程化設(shè)備和過(guò)多的人力。事實(shí)上，AI可以幫助設(shè)計(jì)更為可靠的設(shè)備和流程，降低資本支出和運(yùn)營(yíng)成本，預(yù)計(jì)未來(lái)時(shí)間，基于AI的能源工程可以幫助節(jié)省1400億美元的開支。
*從能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)看可出AI的潛力
智東西第102和107期智能內(nèi)參詳細(xì)介紹過(guò)目前各大科技巨頭在AI產(chǎn)業(yè)上的布局，可以看到，硬件、開源算法、云服務(wù)已經(jīng)成為必爭(zhēng)之地。
谷歌，或者說(shuō)現(xiàn)在的Alphabet，已經(jīng)建立了獨(dú)一無(wú)二的AI檢索算法，在自然語(yǔ)言處理上面頗具優(yōu)勢(shì)，并應(yīng)用于谷歌搜索，預(yù)計(jì)還將在谷歌智能家居生態(tài)中大顯身手。公司的開源軟件庫(kù)/云計(jì)算平臺(tái)TensorFlow還在結(jié)合了很多前沿的硬件加速器，推出新的AI張量處理單元TPU。此外，收購(gòu)的DeepMind也在擊敗李世石的戰(zhàn)役中一舉成名。
亞馬遜AWS在云服務(wù)的布局已經(jīng)頗具優(yōu)勢(shì)，2015年4月，公司宣布推出機(jī)器學(xué)習(xí)服務(wù)亞馬遜ML，提供針對(duì)性的用戶體驗(yàn)。今年5月，亞馬遜推出了自家的開源軟件DSSTNE，幫助建立深度學(xué)習(xí)開發(fā)庫(kù)。
過(guò)去一年間，評(píng)估已經(jīng)收購(gòu)了Emotient、Turi、Tuplejump等AI創(chuàng)業(yè)公司，并雇傭了之前在NVIDIA從事GPU軟件項(xiàng)目的Johnathan Cohen，并找來(lái)Ruslan Salakhutdinov作為其AI研發(fā)部主管。Siri可以算作蘋果在AI方面最主要的成就之一，此外，蘋果大腦的傳言也甚囂塵上。
微軟首席執(zhí)行官納德拉介紹稱，微軟正在建立“民主化的AI（democratizing AI）”，目前AI研究小組員工人數(shù)超過(guò)5000人，目標(biāo)在于改變?nèi)藱C(jī)體驗(yàn)和交互技術(shù)，小娜是比較有代表性的一個(gè)成果。此外，公司還在建立基于GPU和FPGA的云（Azure）方面做努力。
Facebook在AI方面的主要布局集中在建立開發(fā)者社群，開源Torch、Chef、fastText、BigSur 等一系列 AI 工具及資料庫(kù)，并推出具體的應(yīng)用程序，比如已經(jīng)出現(xiàn)的圖象識(shí)別、語(yǔ)音文字轉(zhuǎn)換和智能翻譯等。
2014和2015年，Salesforce開始利用自家電開發(fā)平臺(tái)執(zhí)行云機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)。公司還收購(gòu)了Minhash,、PredictionIO、MetaMind等AI公司，目的在于建立云銷售、云營(yíng)銷、云服務(wù)、云社區(qū)、云物聯(lián)網(wǎng)、基于云的應(yīng)用程序等。
GPU在之前的計(jì)算機(jī)應(yīng)用不多，但AI算法給了它莫大的基于，目前，幾乎所有的AI算法都采用了NVIDIA的GPU，雖然英特爾也在加快研發(fā)新的替代芯片F(xiàn)PGA，但目前來(lái)看，GPU依舊是比較好的選擇。借此大勢(shì)，NVIDIA還專門設(shè)計(jì)了全球首款針對(duì)深度學(xué)習(xí)的GPU架構(gòu)（Pascal 架構(gòu)） 。
GPU的大勢(shì)讓英特爾感到了危機(jī)，英特爾收購(gòu)Nervana systems和Altera，加快FPGA的推進(jìn)，在運(yùn)算速度和編程靈活性取得一系列進(jìn)展。2016年中期，英特爾推出了至強(qiáng)二代，用于智能家庭產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和云服務(wù)。
Uber在AI方面的主要布局更趨近于物聯(lián)網(wǎng)，尤其是汽車傳感器。2016年9月，Uber在匹茲堡推出了自動(dòng)駕駛試點(diǎn)項(xiàng)目，并于卡內(nèi)基梅隆大學(xué)教授、汽車制造商合作，研發(fā)基于傳感器獲得的數(shù)百萬(wàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)，建立安全、有序、自動(dòng)的交通模式。
IBM在AI方面的布局很早，公司在全球的AI研發(fā)每人元超過(guò)3000名，專利超過(guò)1400項(xiàng)，覆蓋云計(jì)算和硅納米科學(xué)，其超級(jí)智腦沃森在自然語(yǔ)言處理和模式識(shí)別、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理方面有著出色的表現(xiàn)，已經(jīng)應(yīng)用于虛擬代理，幫助金融、醫(yī)療等合作伙伴處理和分析數(shù)據(jù)。
目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于AI的支持力度也比較大，在學(xué)術(shù)方面也有很是很大的研究熱點(diǎn)。學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)，以及百度、阿里、騰訊等公司也在語(yǔ)音識(shí)別、圖像識(shí)別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自然語(yǔ)言處理等方面都有重要的突破。艾瑞咨詢認(rèn)為，國(guó)內(nèi)AI市場(chǎng)將從2015年的12億元增至2020年的91億元。
*國(guó)內(nèi)公司主要的AI進(jìn)展
智東西認(rèn)為：一方面，當(dāng)前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展急需的新的變革式刺激；另一方面，大數(shù)據(jù)科技、硬件工藝、并行算法的急速發(fā)展，也使得AI成為一個(gè)備受矚目的變革動(dòng)力。目前來(lái)看，服務(wù)型AI（AI-aaS）將作為創(chuàng)業(yè)者最容易進(jìn)入的風(fēng)口，并且在相當(dāng)多的領(lǐng)域都大有可為；而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)算芯片、算法框架等基礎(chǔ)層的AI建設(shè)更像是大佬的游戲。
就像高盛首席經(jīng)濟(jì)學(xué)家Jan Hatzius說(shuō)的：AI的廣泛適用性帶動(dòng)了各項(xiàng)針對(duì)全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和生產(chǎn)力優(yōu)化的應(yīng)用，這主要是由于目前的資本深化和（美國(guó)的）生產(chǎn)力現(xiàn)狀。我們相信，AI將像90年代的技術(shù)變革一樣，加速經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，提高盈利能力，擴(kuò)大股本估值。
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