朱珑在依图产品发布会上表示,摩尔定律的终结和人工智能技术的发展将开启算法即芯片时代。依图供图
□撰文信息时报记者潘敬文
“摩尔定律”从1965年被提出之后,一直主宰者全球半导体工业的发展。但有趣的是,“摩尔定律失效”、“失效后的机遇”等却成为今年以来科技圈热议的话题。
在本月,多家中国科技厂商均认为科技界确实面临摩尔定律失效的局面。不过这些中国科技公司认为,摩尔定律失效不仅是挑战,也给中国厂商带来弯道超车海外科技巨头的机遇。
摩尔定律面临物理极限
全球计算机和半导体行业一直被神奇的“摩尔定律”主导。“摩尔定律”,意指集成电路上可容纳的元器件的数量每隔18至24个月就会增加一倍,性能也将提升一倍。这条“黄金定律”是在1965年,由英特尔联合创始人戈登·摩尔提出并以自己名字命名。
“过去三四十年间,以摩尔定律主导。”在5月9日上海举行的依图科技产品发布会上,依图科技联合创始人、CEO朱珑博士在现场演讲中表示:摩尔定律正在失效。朱珑表示,以前芯片里面晶体管的数量和电管的数量摆得越多就越密,算得越多,人类能解决得越多。但到2020年之后,或者说是2018年左右开始,摩尔定律失效。朱珑表示:“我们触碰到了物理的极限。”
另一位科技工业的“大咖”,英伟达CEO黄仁勋更是多次强调“摩尔定律已经结束”的观点。在今年1月的CES黄仁勋再次向摩尔定律发难:摩尔定律过去是每5年增长10倍,每10年增长100倍;如今,摩尔定律每年只能增长几个百分点,每10年可能只有2倍。“因此,摩尔定律结束了。”
“三匹马”跑不动带来影响
摩尔定律失效会带来怎样的影响?“这三匹马跑不动了”。
5月5日,国内著名芯片商紫光展锐首席执行官楚庆在接受媒体采访时表示,摩尔定律制造了三个好处:芯片功耗降一半,速度提升一倍,成本降低将近一半。不过随着摩尔定律失效,“这三匹马跑不动了”。
有业内人士解释,假设摩尔定律完全失效,要增加一倍的算力,只能增加一倍的CPU,功耗没法降低一半,成本直接增加一倍。
而更麻烦的是在摩尔定律失效的同时,人工智能算法的需求却万倍增长。据依图科技介绍,其自主研发的人脸识别算法为例,过去4年算法精度提升了100万倍。
此前百度创始人李彦宏曾表示,传统计算硬件是还在发展,只是速率慢了;同时随着大数据、人工智能的崛起,需要AI运算处理的数据,差不多每24个月就至少增长一倍,建构模型的复杂度是原来的五倍,与之相关,就需要计算能力强大十倍芯片能及时跟上,李彦宏表示,每两年超过两倍的数据增长,意味着超过5倍的模型建构,需要超过十倍的算力提升。
在“摩尔定律”接近失效的同时,包括台积电、三星、英特尔等芯片制造巨头全部面临发展困局。据记者了解,台积电、三星都将在2022年或更早的时间量产3纳米工艺的芯片。
但有趣的是,不论是台积电、三星甚至英特尔都没有提及3纳米之后的硅基半导体工艺路线图。原因很简单:业内公认3纳米节点是摩尔定律最终失效的时刻,是晶体管缩小遇到的物理上的极限考验。
中国厂商寻求解决方案
4月16日华为在深圳举行了第16届分析师大会。华为董事、战略研究院院长徐文伟表示,随着摩尔定律逼近极限,信息行业50年发展在数字创新时代遇到了理论以及工程瓶颈。
不过徐文伟认为,人工智能领域计算量的80%是矩阵变换、最优求解等,这些运算用CPU做,效率非常低,如果用光计算(采用光学方法来实现运算处理和数据传输的技术和设备),性能会提升百倍,摩尔定律的困境,就会很大程度上被克服。
此外徐文伟还提出“原子制造”的概念,表示华为正探索能否在原子尺寸的层面上直接进行制造。他表示,原子的尺寸是十分之一纳米,也就是说原子制造技术可以把摩尔定律提升100倍。
不过,在这些未来技术普及之前,有没有更实用可行的方案?答案是有的。
朱珑在上海当天的现场演讲中表示,依图预见,摩尔定律的终结和人工智能技术的发展将开启一个新的时代——算法即芯片时代。“算法即芯片这句话非常本质,只有能找对问题,找对场景,用对算法,并为此定制芯片。”
“摩尔定律已经结束了,摩尔定律结束的意思是说软件厂商没有免费的午餐,什么也不干算法快一倍,这种日子结束了。”依图科技首席创新官吕昊博士向记者表示。
有业内人士向记者解释这句话说,前几十年由于有摩尔定律,芯片是按照“通用”的思路来发展,而随着摩尔定律失效,以后要维持运算效率就只能结合算法、结合任务对象进行定制。基于此就能够很好地理解,为什么苹果、特斯拉、微软等越来越多科技公司在AI时代选择自己造芯。基于上述“找对场景,用对算法,并为此定制芯片”思路,依图产品的视觉推理性能才能在同等功耗下,达到市面现有主流同类产品的2~5倍。
紫光展锐首席执行官楚庆则认为,从产业高度看,摩尔定律让海外芯片巨头在过去的40~50年一直保持着产业的领先。但今天,摩尔定律终结了,新的竞争格局将会出现,这对于国产芯片来说,才是最大的机会。
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依图发布自研AI芯片
信息时报讯(记者潘敬文)5月9日,依图科技“极智·求索”产品发布会在上海中心举办,依图科技发布自研云端视觉推理AI芯片,以及基于该芯片构建的软硬件一体化系列产品和行业解决方案。
据介绍,依图原子服务器一台服务器提供的算力与8张英伟达P4卡服务器相当,而体积仅为后者的一半,功耗不到20%。在进行视频解析时,1台依图原子服务器,与8卡英伟达T4服务器(含双核英特尔x86CPU)对比,单路视频解析功耗仅为后者的20%,与8卡英伟达P4服务器(同样含双核英特尔x86CPU)相比,功耗约为后者的10%。