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上周，平頭哥以產品命名猜想為話題預告本周將發(fā)布重磅新品。2019年杭州云棲大會上，阿里巴巴集團首席技術官兼阿里云智能總裁張建鋒發(fā)布了阿里的首款AI芯片含光800，該芯片是一款云端AI芯片，也是全球性能的AI推理芯片。含光800主要應用于視覺場景，已經在阿里巴巴集團內多個場景大規(guī)模應用，其它企業(yè)可以通過阿里云獲得含光NPU的算力。

阿里巴巴集團首席技術官兼阿里云智能總裁張建鋒

據悉，含光為上古三大神劍之一，該劍含而不露，光而不耀，正如含光800帶來的無形卻強勁的算力。

含光800為何能打破記錄？

根據張建鋒的說法，在業(yè)界標準的ResNet-50測試中，含光800推理性能達到78563 IPS，比目前業(yè)界的AI芯片性能高4倍；能效比500 IPS/W，是第二名的3.3倍。

含光800不僅Resnet50的成績打破記錄，從設計到商用的速度也很快。張建鋒表示，平頭哥用大概一年半的時間實現了含光800從設計到商用。雷鋒網了解到，平頭哥用7個月完成了前端設計，之后用3個月就成功流片。僅成立一年的平頭哥半導體為何這么快就能設計出云端AI芯片？

要知道，芯片作為典型的長周期產品，想加速芯片的商用，在硬件和軟件方面都需要有很強的實力，特別是在AI時代，軟硬一體化的重要性更加突顯。平頭哥就得益于阿里在軟硬件方面的積累，算法方面，阿里巴巴達摩院機器智能實驗室過去兩年構建了完整的算法體系，涵蓋語音智能、語言技術、機器視覺、決策智能等方向，并且取得多個世界領先水平的成果；硬件方面，阿里巴巴此前已在服務器、FPGA以及存儲等領域擁有多年研發(fā)經驗，此外，平頭哥團隊在體系結構、編譯技術等領域擁有深厚的技術儲備。

含光800性能的突破得益于軟硬件的協同創(chuàng)新，芯片架構方面，含光800采用創(chuàng)新的架構，針對深度學習中使用的大量權重參數和張量數據，在支持稀疏壓縮與量化處理的基礎上，通過獨特設計的數據訪存與流水線處理技術，大大減低了I/O需求和數據的搬移。NPU同時深度優(yōu)化了卷積，矩陣乘，向量計算和各種激活函數，通過高有效的硬件資源調度和全并行的數據流處理，把AI運算的性能和能效都推向極致。

其中，性能的提升必須解決內存墻問題。所謂的內存墻，是指采用采用馮諾依曼結構的處理器，存儲和運算處理分離，當進行深度神經網絡處理時，算力得到了提升，但大量讀寫運行操作會受到帶寬限制，芯片的整體性能提升也同時受到限制。

平頭哥的做法是通過自研架構大幅減少對內存的訪問，在保證性能的情況下，把芯片功耗降到水平。具體而言，含光800會根據神經網絡推理運算特征，設計特定的硬件、高速連接的存儲結構以及專用指令集，對內存和計算單元實現高效組織管理，實現單條指令完成多個操作，提高計算效率和內存訪問效率。

3個月發(fā)3款芯片新品，阿里“硬”了

阿里首款AI芯片發(fā)布之后，其從云端到終端的產品布局已經十分明確。這些產品也都密集在近幾個月發(fā)布，今年7月的阿里云上海峰會上，阿里巴巴集團副總裁戚肖寧發(fā)布了高性能RISC-V架構處理器玄鐵910。玄鐵910集成16個核心，主頻2.5GHz，采用12級亂序流水線，支持8MB二級緩存，搭載AI增強的向量計算引擎，可用在人工智能加速器、網絡通信和自動駕駛等領域?，F場公布的數據顯示，玄鐵910較業(yè)界主流芯片性能提高40%，較標準指令性能高出20%。

8月，平頭哥又發(fā)布SoC芯片平臺“無劍”，無劍平臺由SoC架構、處理器、各類IP、操作系統、軟件驅動和開發(fā)工具等模塊構成，面向AIoT提供的集芯片架構、基礎軟件、算法與開發(fā)工具于一體的整體解決方案。根據官方的說法，無劍能夠幫助芯片設計企業(yè)將設計成本降低50%，設計周期壓縮50%。

需要指出，7月發(fā)布的玄鐵910是基礎單元處理器IP，無劍是芯片設計平臺，所以含光800是阿里的首款AI芯片。這也意味著，阿里的C-Sky系列、玄鐵系列AIoT終端芯片IP，一站式芯片設計平臺無劍，以及新發(fā)布的云端AI芯片構建了阿里端云一體的芯片生態(tài)，平頭哥端云一體全棧芯片產品家族雛形已現。

更值得關注的是，端側的7款C-Sky系列嵌入式CPU IP核已得到大規(guī)模量產驗證，授權客戶超100家，累計銷售超十億顆，應用于機器視覺、工業(yè)控制、車載終端、移動通信和信息安全等領域。

RISC-V架構的玄鐵處理器以及無劍SoC平臺也已有客戶，包括人工智能企業(yè)云天勵飛、老牌芯片公司炬芯科技等。

含光800也已經實現了大規(guī)模應用，應用于阿里巴巴集團內多個場景，例如視頻圖像識別/分類/搜索、城市大腦等，未來還可應用于醫(yī)療影像、自動駕駛等領域。同時，阿里云作為全球前三的云服務提供商，含光的能力將通過云服務對外提供。張建鋒現場宣布，基于含光800的AI云服務也正式上線。

另外，在生態(tài)建設方面，平頭哥還將成立芯片開放社區(qū)。

不僅如此，平頭哥還在研發(fā)用于阿里云神龍服務器的SoC專用芯片。未來，阿里還將進一步完善產品形態(tài)，推出包括云端AI訓練芯片和終端AI推理芯片，滿足更多場景的算力需。

自研AI芯片的終極目的是什么？

阿里從云端到終端AI芯片的布局已經明確，并且也已經有不少客戶，這是否意味未來阿里不僅不需要購買芯片，還可能替代其它芯片公司？答案是否定的。在這一輪的AI浪潮中，我們看到無論是國外的谷歌、Amazon、Facebook還是國內的阿里，這些強于軟件的科技巨頭們都在積極研發(fā)AI芯片。

至于其中的原因，Cadence首席執(zhí)行官、華登國際創(chuàng)始人陳立武此前接受雷鋒網采訪時表示：“科技巨頭積極布局AI是因為他們不希望落后，因為他們都有大量的數據。當然，科技公司開始做芯片并不意味著傳統的芯片廠商會被取代，科技公司希望在一些應用上用自主研發(fā)的芯片來提升效率?！?/span>

事實也確實如此，就拿阿里來說，其業(yè)務橫跨電商、金融、物流、云計算、大數據、全球化等場景，用戶規(guī)模龐大，對算力的需求更高，挑戰(zhàn)也更大。傳統CPU、GPU和FPGA難以滿足所有需求，并且面臨成本和功耗挑戰(zhàn)。定制化的ASIC芯片能夠實現更高的性能同時兼具更低功耗，因此科技巨頭們基于對自身業(yè)務和需求的了解，紛紛開始自主研發(fā)AI芯片，希望在保持領先性的同時，降低整體計算成本。

從全球范圍看，谷歌TPU是全球科技企業(yè)從軟變硬的代表。此次含光800的發(fā)布及商用，表明阿里的優(yōu)勢也不再只是在軟件領域，在AI芯片的加持下，未來阿里的優(yōu)勢也將是軟硬一體的優(yōu)勢。

為了實現這一目標，阿里幾年前就開始了布局。2017年云棲大會上，阿里成立達摩院，這是阿里在全球多點設立的科研機構，立足基礎科學、顛覆性技術和應用技術的研究。達摩院由全球建設的自主研究中心、高校聯合實驗室，全球開放研究計劃三大部分組成，涵蓋量子計算、機器學習、基礎算法、網絡安全、視覺計算、自然語言處理、下一代人機交互、芯片技術、傳感器技術、嵌入式系統等，涵蓋機器智能、智聯網、金融科技等多個產業(yè)領域。

平頭哥得到達摩院和阿里云的軟實力加持，基于達摩院的算法能力，才能打破了算法和硬件之間的鴻溝，基于阿里云飛天云平臺的優(yōu)勢，得以快速形成了端云一體芯片生態(tài)。

如今，阿里自主研發(fā)芯片的目標也已經部分達成。根據云棲大會的現場演示，在城市大腦中實時處理杭州主城區(qū)交通視頻，需要40顆傳統GPU，延時為300ms，使用含光800僅需4顆，延時降至150ms。拍立淘商品庫每天新增10億商品圖片，使用傳統GPU算力識別需要1小時，使用含光800后可縮減至5分鐘。

顯然，平頭哥的目的并非是賣芯片，平頭哥還會延續(xù)了母體阿里巴巴集團“讓天下沒有難做生意”的愿景，開辟了全新的商業(yè)模式，即平頭哥模式（以無劍平臺為核心），為企業(yè)提供普惠算力。

另據介紹，針對AIoT市場有強應用驅動和場景碎片化等特點，芯片公司按照傳統的方式設計芯片很難去適應未來的需求，平頭哥希望通過端云一體芯片生態(tài)為各行業(yè)提供普惠算力。

張建鋒說：“在全球芯片領域，阿里巴巴是一個新人，玄鐵和含光800是平頭哥的萬里長征第一步，我們還有很長的路要走?！?/span>

小結

作為科技巨頭，阿里此前更加擅長軟件，并且擁有大量的數據。在正在到來的以數據為中心的時代，能夠借助AI更快挖掘出數據的價值將成為科技巨頭們繼續(xù)保持領先優(yōu)勢的關鍵之一。因此，無論是國外還是國內，科技巨頭們紛紛開始投入巨大的資源進入技術、資金、人才都非常密集的芯片產業(yè)，阿里首款AI芯片的推出，意味著阿里已經不再只擅長軟件，在其廣泛的應用場景需求的支撐下，阿里將能夠實現硬件的快速迭代的完善，在云端和終端進一步釋放出軟硬結合的優(yōu)勢。

One more thing,關于平頭哥產品的命名，你怎么看？