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字節(jié)不是第一個造芯的互聯(lián)網(wǎng)公司。
在字節(jié)跳動之前，BAT三巨頭早已下場造芯。其中，百度的行動最早。
早在2010年，百度就開始嘗試研發(fā)AI芯片，一開始是合作，先后同ARM、紫光展銳和賽靈思等公司推出數(shù)款AI芯片，自研的昆侖芯片2代則發(fā)布于2020年9月。今年3月15日，百度昆侖芯片業(yè)務完成獨立融資，昆侖2代也將不日量產。
阿里造芯的故事則與達摩院息息相關。2017年10月，達摩院成立時便把芯片列為研究的領域之一，后續(xù)研發(fā)出一款神經(jīng)網(wǎng)絡芯片——Ali-NPU。2018年9月的云棲大會上，達摩院院長張建鋒宣布成立平頭哥半導體公司。此后，平頭哥陸續(xù)推出“含光”“玄鐵”等系列芯片。其中，AI芯片含光800已經(jīng)實現(xiàn)量產，用在了阿里巴巴的服務器上。
騰訊的動作更加低調。2018年，騰訊領投AI芯片創(chuàng)企燧原科技Pre-A輪融資，并在2019、2020年繼續(xù)跟投后續(xù)輪次融資。2019年到2020年，燧原科技先后發(fā)布了云燧T10、T11和云燧i10三款AI芯片。2020年3月，騰訊又成立了深圳寶安灣騰訊云計算有限公司，其業(yè)務范圍便包括“集成電路設計、研發(fā)”。
互聯(lián)網(wǎng)公司造芯大事件 | 放大燈團隊制圖
至此，BAT三家互聯(lián)網(wǎng)巨頭全部殺進AI芯片的領域，展開競爭。
BAT的對手不光有英偉達、高通、賽靈思這樣的國外芯片巨頭，還有寒武紀、地平線這樣專注于研發(fā)AI芯片的創(chuàng)企，也有華為海思這樣的國產芯片頭部企業(yè)。
互聯(lián)網(wǎng)公司投入這么長的時間成本造芯，究竟看中了什么？
在半導體行業(yè)，英特爾創(chuàng)始人曾提出一個著名的“摩爾定律”：處理器的性能每18個月便會增加一倍。
但由于高溫和漏電等技術原因，21世紀以來，CPU處理器性能翻倍的速度變得越來越慢。如今，CPU的算力已經(jīng)無法滿足人工智能技術的需要?；ヂ?lián)網(wǎng)公司不得不拋棄CPU，另尋門路——做一種專門用于訓練人工智能的“AI芯片”。
“AI芯片”之名源于它的用途，從技術路線上，GPU、FPGA芯片和ASIC芯片，都可以被用來做AI芯片。
AI芯片與CPU相比，具有更多ALU（邏輯運算單元）。換句話說，兩者是全才與專才的差別：CPU能夠執(zhí)行復雜指令，但算力因此受到限制，AI芯片雖只能執(zhí)行簡單指令，可它的算力卻比CPU高得多。
CPU與GPU結構對比圖：GPU擁有更多的ALU（邏輯運算單元）
恰巧，人工智能的訓練和推理，就是一個簡單的重復過程，用不到那么復雜的指令。因此，用AI芯片代替CPU往往能事半功倍。
AI芯片有沒有什么缺點呢？也有。
因為AI芯片的指令簡單，所以不像CPU那樣“即插即用”。人工智能團隊在應用AI芯片前，必須針對訓練場景進行優(yōu)化。
百度創(chuàng)始人李彥宏在談及自研芯片的初衷時曾說：“2017年的時候，我們還是覺得這些市場上現(xiàn)有的解決方案和現(xiàn)有的技術，不能夠滿足我們對AI算力的要求?！盵1]
為了開發(fā)最適合自家AI業(yè)務的芯片，互聯(lián)網(wǎng)公司紛紛自研芯片。
AI芯片都用在了什么地方？在互聯(lián)網(wǎng)公司，它們的去向主要有兩個。
為了讓你快樂沖浪，服務器變了“芯”
第一個去向，是互聯(lián)網(wǎng)公司的云服務器。
近幾年，中國的云業(yè)務市場越來越大。根據(jù)中國信通院發(fā)布的《云計算白皮書（2020年）》，2019年我國云計算整體市場規(guī)模為1334億元，到2023年這個數(shù)字將接近4000億元[2]。
巨大的云市場背后，是規(guī)模龐大的服務器。
根據(jù)Canalys的數(shù)據(jù)，截止2020年第三季度，中國頭部四家云服務公司為阿里、華為、騰訊、百度。其中，三家互聯(lián)網(wǎng)公司的服務器均超過百萬臺：
2019年5月，騰訊云總裁邱躍鵬宣布，騰訊全網(wǎng)服務器總量超過100萬臺，是中國首家服務器總量超過百萬的公司[3]；
2020年7月，阿里則表示總服務器規(guī)模接近200萬，并且在南通、杭州和烏蘭察布三座超級數(shù)據(jù)中心落成后將另新增百萬[4]；
同樣是2020年7月，李彥宏在世界人工智能大會上稱，到2020年，百度智能云的服務器數(shù)量超過500萬臺[5]。
另外，字節(jié)跳動在2020年5月，也推出了名為“火山引擎”的企業(yè)云服務平臺[6]?！盎谇把氐拇髷?shù)據(jù)、人工智能以及云基礎技術能力，助力客戶增長?！被鹕揭嬖诠倬W(wǎng)這樣描述自己的業(yè)務。
服務器的性能，事關每一個用戶。你能在微博吃到“三千萬粉絲男星事件”的瓜、能在“3·15”的晚上看到流暢的晚會直播、能在半夜兩點收到老板和客戶的“關心”，這一切都離不開服務器。
怎么才能提高服務器的性能呢？答案之一是AI芯片。
大多數(shù)人的印象里，服務器就是一個個黑色的“柜子”。實際上，這些“柜子”的功能各有不同——有的用來儲存數(shù)據(jù)、有的用來交換信息、有的用來運算和推理。
服務器就是這樣的“柜子”們 | 圖源：Pexels.com
AI芯片就用在這些運算、推理服務器上，提高它們的算力。
2019年云棲大會上，阿里就用4顆含光800芯片，代替了40顆傳統(tǒng)GPU才能完成的視頻處理任務。而前者的成本，只有后者的十分之一[7]。
IDC發(fā)布的2020年上半年《全球人工智能市場半年度追蹤報告》，人工智能服務器是AI算力基礎設施的主要角色，占全球人工智能基礎設施市場的84.2%以上[8]。未來，中國的AI服務器將占全球市場的三分之一左右[9]。
讓智能音箱不再“智障”
AI芯片的第二個去向，則是用于支持智能硬件，尤其是智能音箱。
根據(jù)西南證券的數(shù)據(jù)，2018~2020年，中國智能音箱三年出貨量共計超過1.3億臺。其中絕大多數(shù)來自百度、阿里和小米三家公司[10]。
隨著智能音箱的成功，智能硬件業(yè)務也成了互聯(lián)網(wǎng)公司的重點業(yè)務。2020年1月，阿里的天貓精靈升級為獨立事業(yè)部[11]。2020年9月，小度也從百度拆分，完成獨立融資[12]。
作為公司重點業(yè)務，用戶體驗是一定要跟上的。
智能音箱的關鍵在于語音控制，而語音控制的核心，是自然語言處理（NLP）技術。
無論你家用的是小度在家還是天貓精靈，讓智能音箱聽懂“人話”的，都是AI芯片。
想讓數(shù)以千萬計的智能音箱，順利進行自然語言處理，還要依靠AI芯片的算力。AI芯片公司壁仞科技聯(lián)合創(chuàng)始人徐凌杰曾表示，對于數(shù)量龐大的NLP推理，還是需要GPU或者其他AI芯片提供算力支持[13]。
即便拋開互聯(lián)網(wǎng)公司自身的需求，AI芯片本身也是一個誘人的市場。
根據(jù)賽迪顧問的數(shù)據(jù)，中國AI芯片市場規(guī)模會在2021年達到305.7億元，增長率更是高達57.8%[14]。另據(jù)前瞻產業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，我國AI芯片市場規(guī)模將在2024年達到785億元[15]。
AI芯片是一個相對年輕的行業(yè)。與CPU行業(yè)相比，還沒有哪家公司獨占AI芯片的鰲頭。這個市場養(yǎng)活了寒武紀、地平線、天數(shù)智芯等AI芯片創(chuàng)企，而近年來盯上AI的互聯(lián)網(wǎng)公司，自然不愿放過這塊“肥肉”。
當下但凡開展了云計算業(yè)務的公司，都想要自研AI芯片。BAT走在了前面，字節(jié)跳動不過是跟上它們的腳步罷了。
當然，在科技公司的造芯路上還有更多潛在的難題：前有2018年美國制裁中興事件，后有美國國家人工智能安全委員會（NSCAI）的“卡脖子報告”（如果你對NSCAI的“卡脖子報告”感興趣，我們建議你看看這篇文章：《反華科技報告背后的硅谷精英們》）。BAT們有了設計AI芯片的能力，后面還有漫長的生產環(huán)節(jié)，今天他們可以找到三星和臺積電，但以后呢？
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