AI應用如何影響芯片設計

Imagination Technologies副總裁兼中國區總經理劉國軍

這就意味着，AI的發展需要軟件和硬件更好地結合，Imagination與手機和OEM廠商的緊密協作AI應用已經開始影響AI芯片的架構設計，性能、功耗、芯片面積、靈活性都是AI芯片的關鍵特性。

第九代PowerVR GPU帶寬和內存佔用率至少節省50%

AI芯片市場的競爭格局未定，在移動GPU領域Imagination具備領先優勢，PowerVR GPU的持續迭代是其保持競爭優勢和拓展市場的關鍵。Imagination Technologies PowerVR圖形處理商務運營副總裁Graham Deacon指出，如今手機遊戲市場的改變以及特殊的應用需求讓GPU朝着成本更低，性能更高、更多靈活性以及更小芯片面積的方向發展。為了應對市場的趨勢，Imagination的第九代PowerVR GPU新品包含 9XEP、 9XMP和9XTP，滿足從低端到高端市場的需求。

Imagination Technologies PowerVR圖形處理商務運營副總裁Graham Deacon

據介紹，XEP主要關注GUI，也就是圖像界面，包括休閒遊戲、填充力密度，最小面積上提供最高的填充率。9XEP可以實現每個時鐘週期1-8個像素，16-64個FP32 OPS的性能，主要面向數字電視和低端手機市場。9XMP可以在最低的面積有最佳的計算能力，性能為每個時鐘週期4-8個像素，128-256 FP32 Ops，主要是瞄準中端手機市場和低端汽車市場。9XTP是旗艦型產品，在密度、功率、效率方面都有提升，並且架構也是可伸縮的，性能可以達到每時鐘週期8個像素，192FP32 Ops，甚至超更高。

另據瞭解，9XEP和9XMP都基於Rogue架構，這個架構已經非常成熟，不過9XEP架構進行了微調，9XMP將每個集羣的ALU擴展了2倍，位寬從16位擴展到32位，目的都是提高性能。9XTP則是基於Furian架構，該架構由Rogue演變而來。Graham Deacon表示，雖然Furian架構還不夠成熟，但這也意味着我們還有很多機會進行改進，也能讓這個架構更具靈活性。

雖然架構有所不同，但相同的是新GPU都採用PVRIC4技術，PVRIC4是Imagination圖像壓縮技術的最新一代，可實現隨機訪問視覺無損圖像壓縮，確保帶寬和內存佔用率至少節省50%，並使系統能夠去克服性能帶寬限制。與Imagination的上一代GPU相比，新的GPU系列還提供性能/功耗/面積和時序優化，以及包括可降低合成的工作負載帶寬和成本的全新alpha緩衝/單元模塊提示等在內的新功能。

從Graham Deacon展示的圖中可以看到，藉助9XMP可以提升圖像的質量，讓遊戲中的圖像細節更加真實，不過對比三款新GPU的顯示效果，其顯示的圖像細節和效果也有着容易分辨的差別。

還需指出的是，PowerVR GPU利用了一項被稱為分塊延遲的渲染(TBDR)技術，TBDR保證了幾乎所有的圖形處理都在芯片上完成，並將存儲帶寬的需求降至最低。基於多方面的優勢，過去的25年PowerVR GPU已經支持了最受歡迎的遊戲和街機系統，並推動了移動設備的圖像革命。如今PowerVR GPU已經在汽車虛擬儀表、娛樂系統中佔有非常高的市場份額，手機、數字電視也將繼續是PowerVR GPU的重要市場。

還有，新的GPU可以與PowerVR Series3NX神經網絡加速器配對使用。劉國軍也表示：中國許多做汽車電子的公司以前在後裝市場，現在他們想要進入前裝市場，產品就需要滿足車規的要求。因此，我們會與芯片設計公司和Tier1合作，把我們的GPU和神經網絡加速器都放到車規的生態裏，共同滿足汽車市場的需求。

AI應用如何影響芯片設計2

Google於美國當地時間週三重磅推出了Edge TPU芯片，這款芯片將為邊緣設備提供強大的計算和學習能力，或將成為Google邊緣計算戰略的重要組成部分。

據瞭解，Edge TPU芯片是功能強大的雲TPU(Tensor Processing Unit)處理器的簡化版本，是專門設計的加速器芯片，用於在邊緣運行TensorFlow Lite機器學習模型，它將使傳感器和其他設備能夠更快地處理數據，並且極大突破了邊緣計算設備的'狹小空間和功率限制。

另外，Edge TPU可以自己運行計算，而不需要與多台強大計算機相連，因此應用程序可以更快、更可靠地工作，它們可以在傳感器或網關設備中與標準芯片或微控制器共同處理AI工作。

自2015年以來，Google一直在使用TPU來加速自己數據中心的某些工作負載，而不是依賴Nvidia等供應商提供的商用硬件。而這次高調亮相的Edge TPU將在一種與Raspberry Pi不同的模塊化主板上得到發佈，它將落入可以修補和構建獨特用例的開發人員手中。但更重要的是，它將有助於吸引那些已經使用TensorFlow作為其主要機器學習框架的開發人員，他們的想法是能夠更快更高效地運行這些模型。如果成功，將在TPU和TensorFlow級別上將這些開發人員進一步鎖定到Google的雲生態系統中。

Google Cloud IoT副總裁Injong Rhee稱：

這些產品使Google成為唯一一家擁有集成軟件和定製硬件堆棧的雲服務提供商，該產品將用於在雲端和邊緣實現機器學習和物聯網。

雖然亞馬遜擁有云計算的大部分堆棧，但看起來Google更希望擁有整個AI堆棧，而不僅僅是提供按需GPU作為讓開發人員在該生態系統中運營的權宜之計。

Google Cloud IoT產品管理負責人Antony Passemard手持Edge TPU芯片原型

此外，Google還在今天發佈了Cloud IOT Edge軟件和Edge TPU開發套件，Cloud IOT Edge是使用Edge TPU運行的軟件，它由兩個組件組成：Edge IOT核心網關功能和Edge ML。Cloud IOT Edge基於TensorFlow Lite可以在Android Things或基於Linux OS的設備上運行。Edge TPU開發套件包括一個模塊系統(SOM)，它結合了Edge TPU，NXP CPU，wi-fi和Microchip的安全元件。這將在10月份提供給開發人員。

Google並沒有讓Edge TPU與傳統芯片競爭，這對所有芯片供應商和設備製造商都非常有利。

儘管Google Cloud IoT副總裁Injong Rhee在努力打消芯片界對其的負面評價與擔憂，但事實上，隨着大型公司和新興創業公司的芯片領域競爭日趨激烈，這些用例對大公司來説非常重要。對於Google來説尤其如此，它也希望在一個有Caffe2和PyTorch等多種選擇的世界中擁有實際的開發框架。

2017年，谷歌就表示其AI芯片正變得更具戰略重要性。另外Google Cloud CEO Diane Greene 在Google Cloud Next 2018 上一直強調稱，AI已經融入到 Google 所做的每一件事情中去。當然，對於芯片，對於邊緣計算，對於物聯網，它們更是如此。

AI應用如何影響芯片設計3

| 英特爾：28核CPU將到來，啟動AI for PC計劃

Intel在台北電腦展上除了特別紀念版Core i7-8086K處理器之外，還帶來了先前預告的代號Whiskey Lake U系列處理器，以及針對入門機型的代號Amber Lake Y處理器。搭載這兩款處理器的產品將在今年秋季陸續面世。

Intel還預告，年底前將會推新款Core X系列，以及全新Core S系列處理器，其中包含可用於桌面的28核心設計處理器，搭配HT技術更可以發揮56線程的運算效果，預計將在CES2019展會上有更具體的消息。

儘管移動設備已經超越了PC，但是Intel仍對PC市場充滿信心，Intel稱PC將圍繞足夠強勁的性能、5G網絡的連續性、超長的電池續航、適應性終端以及人工智能五個方面持續進化，最終轉型為更多元帶來更多可能的運算平台。

在電池續航部分，Intel希望通過研發低功耗顯示技術，降低屏幕耗電，以提供更長的電池使用時間，該技術已經被夏普、羣創使用，目前部分筆記本產品續航能力可達20小時，未來或延長至25-28小時。網絡連接的部分，積極搶灘5G市場的Intel也宣佈將在明年與宏碁、華碩、戴爾、惠普、聯想聯手，推出具有5G連接能力的筆記本電腦和二合一設備。

Intel還啟動AI for PC 計劃，鼓勵開發者運用OpenVINO工具套件、微軟Windows ML開發PC上的AI應用。OpenVINO是Intel上個月推出的工具包，通過OpenVINO，使用者可以基於雲端，開發高效能的視覺分析應用，並將其部署到各種產品中。

| AMD : 32核心CPU與7nmGPU，優化人工智能

昨日Intel剛剛預告年底前將推出28核心56線程處理器，AMD接着在今天發表了核心數量高達32核心的第二代 Threadripper處理器，最高可達到64線程運作，而且在今年第三季度就會上市。從現場展示的照片可以得知此次推出的處理器由4組8核心模組組合而成，不過接口依然是TR4，能夠兼容現在的Z399系列主板。現場也實際進行了效能比較,多核心明顯縮短了渲染運算所需要的時間。

除了32核處理器之外，AMD還展示了全球首款採用7nm工藝製程的GPU,該芯片內置了四顆二代高帶寬顯存，顯存容量達到了32GB，量產後未來將用於設備自主學習領域，並且該芯片的技術也會被消費級顯卡Radon所採用。據瞭解這款7nmGPU還對人工智能和深度學習做出了優化。

| 英偉達：推機器人開發平台，發佈機器人AI芯片

在展前活動中，英偉達發表了全新機器人平台Isaac，包含發揮機器人大腦角色的Jetsen Xavier芯片以及軟件開發工具與測試套件，幫助企業和開發者能夠以更低的門檻開發和訓練機器人，CEO黃仁勛希望有朝一日，製造業、宅配服務、倉儲物流業以及更多產業，將擁有數十億台的智慧機器。

NVIDIA Isaac平台核心是Jetson Xavie芯片，是全球首款專為機器人設計的AI芯片。包含一個具備Tensor核心的Volta繪圖處理器、一顆八核心ARM64架構Xavier中央處理器、雙NVDLA深度學習加速器、一個圖像處理器、一個視覺處理器、及一個影片處理器等

可同時計算感測器、定位、電腦視覺，使機器人知道所在位置、感知周遭環境、預測物體運動，採取正確的反應動作。還可以根據產品設計需要，以不同規格應用在車聯網中，搭配Isaac SDK開發套件，用於臉部追蹤、眼球追蹤、姿勢手勢偵測等，還可以先在虛擬環境中進行測試。

| 高通：推驍龍850，強攻筆記本市場

在5日的展會上，高通推出了新款驍龍850處理器，驍龍850是840的加強版，為WIN10筆記本專門打造。除了主處理芯片，也配備高通數據芯片Snapdragon X20 LTE及高通自行開發的引擎。CPU速度從2.8GHZ提升到2.95GHZ，相較於去年同類型產品驍龍835提升了30%的性能，讓電池的續航能力也延長至25小時，兼容最新的微軟64位ARM處理器更新和Windows ML學習框架。

驍龍850的推出，有意瓜分由Intel和AMD獨大的輕薄筆記本市場，而來自三星方面的消息則稱，搭載這款處理器的常時聯網筆記本將在年內面世。相較於一般14納米的解決方案，高通10納米的制式可以省去散熱風扇的設計，能夠讓筆記本電腦更輕薄，也給筆記本電腦的發展帶來更多想象空間。

而今日高通表示，5G應用的部分，已經與全球18家運營商和20家終端ODM、OEM合作，相關的終端產品今年年底就會出現，2019年會更有5G的智慧手機和5G大規模的測試。

| 聯發科：推首款5G數據芯片 關注智能家居車聯網

6月5日的記者會上，聯發科推出首款5G數據芯片M70，明年7月正式上路，目前已經取得歐洲、中國等國運營商的認證，該芯片將支持5G、NR（New Radio），並且符合3GPP Release 15的最新標準規範，具備5Gbps傳輸數率。目前聯發科正在與Nokia、NTTDocomo、中國移動、華為等廠商進行合作，預計明年就有搭載該芯片的產品推出。同時，聯發科也預告即將在6月中旬與3GPP公佈首波5G聯網技術規範時，將會進一步公佈M70的具體細節。

不過，M70數據芯片是一款獨立型的芯片，必須依賴於其整合的數據芯片，才能在市場上放量。搭載相關芯片的終端將在2019年出現，面對高通與大陸品牌商簽訂OMU，未來會採用高通5G相關技術推進產品，聯發科表示會持續在中國大陸地區經營並與相關客户合作。

據統計，全球智能手機每三台就有一台聯發科芯片，新興國家甚至每兩台就有一台，聯發科手機芯片除低工耗優勢外，還在人工智能應用具有優勢，採用CorePilot異構計算機技術選擇最有效率運算單元，降低手機功耗並將温度控制在40度以內。影像方面，還在影像曝光、飽和度、人臉識別等技術上也大幅度提升。

除了將人工智能引入智能手機，聯發科還打算將其引入智能家居與車聯網。引入AI技術後，智能家居的舒適性、安全性和可行性都將有所提高，而車聯網應用領域也相當寬廣，無人車必要的雷達和攝像機，聯發科都有相關產品推出，不過由於系統廠商認證需要時間，但應該不會太遙遠。

與此同時，聯發科旗下采用開放架構的Neuro Pilot平台也將由移動裝置擴展到更多終端裝置使用，採用彈性設計、異質運算，並且結合高效APU，讓終端運算運用發揮更大的效益。此外，聯發科也透露旗下首款7nm產品已經準備上產，預期能在電力損耗、效能運算中取得更好表現。

由於昨日恰好是聯發科代工廠台積電董事長張忠謀裸退的日子，曾一度是張忠謀欽定接班人的聯發科董事長蔡力行也被問到此事對於聯發科的衝擊。蔡力行表示台積電是聯發科重要的合作伙伴，有長期緊密的合作關係，對於台積電劉德音、魏哲家兩位新的領導團隊的能力也絕對有信心。

針對中興通訊以及中美貿易戰的問題，蔡力行強調，中美貿易戰不會影響聯發科在這兩個市場的表現，都會推出競爭力強的產品與技術。而針對中國大陸加速半導體自主科技的發展，聯發科是否可能與中國大陸有合作計劃的問題，他們的回答相對謹慎，稱對於未來參與中國大陸官方的自主科技研發，聯發科在適當機會與符合法規前提下，任何的合作都會考慮。