【深度分析】互聯(lián)網(wǎng)巨頭造“芯”現(xiàn)狀
2020-10-7 11:29:24??????點(diǎn)擊：
近年來，國內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)紛紛開啟跨界造芯之路，包括海外的谷歌、亞馬遜等企業(yè)早已開始下場自研相關(guān)芯片，國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)三大巨頭阿里巴巴、百度、騰訊等亦在芯片領(lǐng)域不斷試水或加碼布局。
對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)而言，其所依托的終端產(chǎn)品包括電腦、智能手機(jī)或云端服務(wù)器等均離不開芯片，巨頭們基于自身發(fā)展需求等因素涉足芯片領(lǐng)域。但是造芯非易事，多少企業(yè)在跨界造芯的道路上折戟沉沙，那么目前這些互聯(lián)網(wǎng)巨頭們的造芯現(xiàn)狀如何？
阿里巴巴?打造云端一體
在國內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)中，造芯聲勢最為浩大的莫過于阿里巴巴。
起初，阿里巴巴在芯片領(lǐng)域的布局主要體現(xiàn)在投資上。多年來，阿里巴巴的芯片投資版圖不斷擴(kuò)大，已相繼投資了寒武紀(jì)、Barefoot Networks、深鑒科技、耐能、翱捷科技、恒玄科技等眾多芯片公司，如今寒武紀(jì)已在科創(chuàng)板上市、恒玄科技科創(chuàng)板 IPO 亦已過會(huì)。
2017 年 10 月，阿里巴巴在云棲大會(huì)上宣布成立達(dá)摩院，主要進(jìn)行基礎(chǔ)科學(xué)和顛覆式技術(shù)創(chuàng)新研究，研究范圍涵蓋量子計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)、芯片技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)等多個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。芯片技術(shù)作為其研究領(lǐng)域之一，達(dá)摩院組建了芯片技術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行 AI 芯片的自主研發(fā)。自此，阿里巴巴走上造芯之路。
2018 年 4 月，達(dá)摩院宣布正在研發(fā)一款神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片——Ali-NPU，該芯片將運(yùn)用于圖像視頻分析、機(jī)器學(xué)習(xí)等 AI 推理計(jì)算。同月，阿里巴巴宣布全資收購自主嵌入式 CPU IP Core 公司中天微，隨后將把中天微和達(dá)摩院自研芯片業(yè)務(wù)整合成一家獨(dú)立的芯片公司，推進(jìn)端云一體化的芯片布局。該公司由馬云拍板決定取名“平頭哥半導(dǎo)體有限公司”。
2019 年 7 月，平頭哥半導(dǎo)體正式發(fā)布 RISC-V 處理器玄鐵 910。據(jù)介紹，玄鐵 910 是 CPU 的 IP 核，支持 16 核，單核性能達(dá)到 7.1 Coremark/MHz，主頻達(dá)到 2.5GHz，可以用于設(shè)計(jì)制造高性能端上芯片，應(yīng)用于 5G、人工智能以及自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域。
緊接著，2019 年 8 月，平頭哥半導(dǎo)體發(fā)布 SoC 芯片平臺(tái)“無劍”，無劍由 SoC 架構(gòu)、處理器、各類 IP、操作系統(tǒng)、軟件驅(qū)動(dòng)和開發(fā)工具等模塊構(gòu)成，是面向 AIoT 時(shí)代的一站式芯片設(shè)計(jì)平臺(tái)，提供集芯片架構(gòu)、基礎(chǔ)軟件、算法與開發(fā)工具于一體的整體解決方案。
2019 年 9 月，平頭哥半導(dǎo)體第一顆自研 AI 芯片含光 800 正式問世。據(jù)介紹，含光 800 硬件層面采用自研芯片架構(gòu)，通過推理加速等技術(shù)有效解決芯片性能瓶頸問題；軟件層面集成了達(dá)摩院先進(jìn)算法，針對(duì) CNN 及視覺類算法深度優(yōu)化計(jì)算、存儲(chǔ)密度，可實(shí)現(xiàn)大網(wǎng)絡(luò)模型在一顆 NPU 上完成計(jì)算。平頭哥半導(dǎo)體當(dāng)時(shí)透露稱，含光 800 已開始應(yīng)用在阿里巴巴內(nèi)部核心業(yè)務(wù)中。
至此，平頭哥半導(dǎo)體已形成了玄鐵系列 CPU、無劍 SoC 平臺(tái)、含光 NPU 人工智能芯片三大產(chǎn)品線，涵蓋了處理器 IP、一站式芯片設(shè)計(jì)平臺(tái)和 AI 芯片。根據(jù)官網(wǎng)信息，目前其玄鐵系列 CPU 產(chǎn)品有 12 款，包括 E801、S802、C910 等；無劍 SoC 平臺(tái)產(chǎn)品有 3 款，包括無劍超低功耗 MCU 平臺(tái)、無劍視覺 AI 平臺(tái)、無劍語音 AI 平臺(tái)等。
在造芯之路上，阿里巴巴從一開始的投資、收購到自研，一步步算是走得比較扎實(shí)，如今其芯片產(chǎn)品方面已取得了一定成效，端云一體全棧產(chǎn)品系列初步成型，后續(xù)發(fā)展值得期待。
百度?從結(jié)盟合作到自研
作為中國互聯(lián)網(wǎng)三大巨頭之一，百度亦早早加入到造芯隊(duì)伍中來，據(jù)悉其從 2011 年起就開始基于 FPGA 研發(fā) AI 加速器。
2017 年 3 月，百度聯(lián)合 ARM、紫光展銳和漢楓電子共同發(fā)布 DuerOS 智慧芯片，該芯片包括度秘大腦、語音解決方案、芯片 / 模組三層結(jié)構(gòu)，其中前兩層由百度度秘提供，第三層芯片模組板塊分別由紫光展銳、ARM、漢楓共同支持。
在 DuerOS 智慧芯片這款產(chǎn)品上，百度雖只是與芯片廠商合作，卻已開始展現(xiàn)它在芯片領(lǐng)域的野心。隨后 2017 年 9 月，百度發(fā)布了云計(jì)算加速芯片 XPU，這是一款 256 核、基于 FPGA 的云計(jì)算加速芯片，合作伙伴是賽思靈（Xilinx），采用百度設(shè)計(jì)的 AI 處理架構(gòu)，擁有專用計(jì)算單元和數(shù)百個(gè)處理器。
2018 年 7 月，百度在其 AI 開發(fā)者大會(huì)上正式推出了其自研的首款云端人工智能芯片——百度昆侖芯片。據(jù)介紹，該款芯片采用百度自研 XPU 神經(jīng)處理器架構(gòu)，提供 512GB/s 的內(nèi)存帶寬，能夠在 150W 的功耗下提供高達(dá) 260TOPS 的能力。
2019 年 7 月，百度發(fā)布其用于遠(yuǎn)場語音交互場景的鴻鵠芯片。鴻鵠芯片使用了 HiFi4 自定義指令集，雙核 DSP 核心，平均功耗僅 100mW。據(jù)悉，這款芯片是根據(jù)車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)打造，主要應(yīng)用于車載語音交互、智能家居等場景。
如今，百度芯片已陸續(xù)應(yīng)用于自家產(chǎn)品上。2019 年 12 月，基于昆侖芯片的百度昆侖云服務(wù)器正式上線；今年 3 月，百度昆侖芯片正式在微億智造的工業(yè)智能質(zhì)檢設(shè)備上部署上線，百度智能云向微億智造交付搭載百度昆侖芯片的百度云質(zhì)檢一體機(jī)，預(yù)計(jì)在今年以內(nèi)，微億智造的數(shù)千臺(tái)智能質(zhì)檢設(shè)備將全部應(yīng)用上百度昆侖芯片。
9 月 15 日，在“萬物智能——百度世界 2020”大會(huì)上，百度智能芯片總經(jīng)理歐陽劍表示，第一代百度昆侖芯片已量產(chǎn)，已在百度搜索引擎及云計(jì)算用戶部署 2 萬片。同時(shí)，歐陽劍還預(yù)發(fā)布了第二代百度昆侖芯片，第二代昆侖芯片采用 7nm 制程工藝，較第一代性能提升 3 倍，預(yù)計(jì)將于 2021 年上半年量產(chǎn)。
隨著昆侖芯片的量產(chǎn)上線及更新迭代，百度的造芯之路已走出了重要一步。百度表示，將在 AI 芯片領(lǐng)域繼續(xù)長期投入研究，以更好的落實(shí)“軟硬一體化”發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。
騰訊?設(shè)新子公司涉足 IC 設(shè)計(jì)？
相較于在自研芯片方面已取得成效的阿里巴巴和百度，騰訊似乎走得要晚一些。事實(shí)上，目前騰訊尚未對(duì)外透露太多在芯片方面的布局，但業(yè)界從其種種舉動(dòng)猜測，騰訊應(yīng)該亦是有意走上造芯之路。
首先，在芯片投資方面，騰訊曾于 2016 年參投可編程芯片公司 Barefoot Networks，后來多次投資專注于人工智能領(lǐng)域神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解決方案企業(yè)燧原科技。2018 年 8 月，騰訊領(lǐng)投燧原科技的 3.4 億元 Pre-A 輪融資；2019 年 6 月，燧原科技完成 3 億元新一輪融資，騰訊跟投；今年 5 月，燧原科技完成 7 億元 B 輪融資，騰訊繼續(xù)跟投。
據(jù)了解，燧原科技的產(chǎn)品是針對(duì)云端數(shù)據(jù)中心開發(fā)的深度學(xué)習(xí)芯片，2019 年 12 月發(fā)布了基于其“邃思”芯片的人工智能訓(xùn)練加速卡“云燧 T10”。騰訊投資董事總經(jīng)理姚磊文表示，在產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略以及人工智能等前沿科技的探索上，騰訊與燧原也有很強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng)，邃思芯片落地過程中，騰訊的技術(shù)團(tuán)隊(duì)與燧原展開了全面合作，幫助公司大大加速了研發(fā)過程。
除了投資芯片企業(yè)外，今年 3 月，騰訊旗下騰訊云成立了一家名為“深圳寶安灣騰訊云計(jì)算有限公司”的企業(yè)。資料顯示，該企業(yè)注冊(cè)資本 2000 萬元，經(jīng)營范圍包括：從事計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)開發(fā)、銷售自行開發(fā)的軟件；計(jì)算機(jī)技術(shù)服務(wù)和信息服務(wù)；集成電路設(shè)計(jì)、研發(fā)等。
由于經(jīng)營范圍出現(xiàn)了“集成電路設(shè)計(jì)、研發(fā)”等信息，業(yè)界認(rèn)為上述新公司的成立是騰訊所釋出的“造芯”信號(hào)。
在業(yè)界看來，國內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)自研芯片已成一大趨勢，隨著競爭對(duì)手相繼踏上造芯之路，騰訊涉足芯片領(lǐng)域或只是時(shí)間問題，但目前而言，其將在芯片領(lǐng)域作何布局仍有待后續(xù)觀察。
谷歌?造芯之路越走越遠(yuǎn)
縱觀全球范圍，在互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)造芯這條道路上，谷歌無疑是走在前方的。它的造芯之路可從 2016 年那一場全球矚目的“圍棋人機(jī)大戰(zhàn)”說起。
2016 年 3 月，谷歌旗下 DeepMind 公司開發(fā)的圍棋機(jī)器人 AlphaGo 與圍棋世界冠軍棋手李世石進(jìn)行圍棋人機(jī)大戰(zhàn)，以 4 比 1 的總比分獲勝。AlphaGo 一戰(zhàn)成名，全世界嘩然。谷歌表示，其自研計(jì)算神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專用芯片 TPU（Tensor Processing Unit）是 AlphaGo 獲勝背后最大功臣。
2016 年 5 月，谷歌在 I/O 開發(fā)者大會(huì)上正式發(fā)布 TPU，這是谷歌為優(yōu)化自身的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng) TensorFlow 打造，可應(yīng)用于 AlphaGo 系統(tǒng)、谷歌地圖、谷歌相冊(cè)和谷歌翻譯等。2017 年 5 月，谷歌在其 I/O 開發(fā)者大會(huì)上推出第二代 TPU（TPU v2）芯片。同月，AlphaGo 在與柯潔的“圍棋人機(jī)大戰(zhàn)”中再次獲勝。
然而，AlphaGo 戰(zhàn)勝柯潔不久后，谷歌 DeepMind 團(tuán)隊(duì)宣布 AlphaGo 將退出競技比賽的舞臺(tái)。AlphaGo 雖然退役了，但它與背后的 TPU 芯片在圍棋史上甚至人類歷史上留下了濃重的一筆，而谷歌自研芯片之路仍在繼續(xù)。
2018 年 5 月，谷歌發(fā)布了第三代 TPU（TPU v3），據(jù)悉由 TPU v3 組成的 TPU Pod 運(yùn)算陣列性能比上一代提升 8 倍，計(jì)算能力最高可達(dá) 100PFlops（每秒 1000 萬億次浮點(diǎn)計(jì)算）。隨后不久，谷歌又宣布推出用于邊緣計(jì)算的微型 AI 加速芯片 Edge TPU。
2019 年 5 月，谷歌雖然沒有在 I/O 開發(fā)者大會(huì)上發(fā)布第四代 TPU，但帶來了其第二代和第三代可擴(kuò)展云端超級(jí)計(jì)算機(jī) TPU Pod。據(jù)介紹，谷歌第二代 TPU Pod 能夠容納 512 個(gè)內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)每秒 11.5 千萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算；第三代 TPU Pod 可實(shí)現(xiàn)每秒超過 100 千萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算。
今年由于疫情原因，谷歌取消了 2020 年度 I/O 開發(fā)者大會(huì)，7 月，谷歌披露了第四代 TPU 的細(xì)節(jié)。據(jù)悉，基于 TPU v4 的硬件創(chuàng)新以及軟件優(yōu)化，基于相同規(guī)模 64 個(gè)芯片，谷歌 TPU v4 的性能相比在 MLPerf Training v0.6 訓(xùn)練測試中的 TPU v3 性能平均提高了 2.7 倍。
除了 TPU 系列芯片，谷歌還在布局其他芯片。據(jù)了解，谷歌曾推出 PIxel Visual Core 和 Pixel NeuroCore，均為尚未激活的圖像處理和機(jī)器學(xué)習(xí)協(xié)處理器，應(yīng)用于其手機(jī)上；此外，谷歌還發(fā)布了 Titan、Titan M 兩款安全芯片。
值得一提的是，據(jù)外媒今年 4 月報(bào)道稱，谷歌首顆自研 SoC 芯片已成功流片，這顆 SoC 芯片代號(hào)為 Whitechapel，是與三星合作設(shè)計(jì)，采用三星 5nm 制程，預(yù)計(jì)明年將率先部署在 Pixel 手機(jī)中，并為 Chromebook 使用。
谷歌 TPU 當(dāng)初一戰(zhàn)成名，如今已更新迭代至第四代，再加上在其他芯片領(lǐng)域的布局，不得不說，谷歌在自研芯片之路上已越走越遠(yuǎn)。
亞馬遜?從“軟”到“硬”
作為全球網(wǎng)絡(luò)電子商務(wù)巨頭、大型云服務(wù)供應(yīng)商，亞馬遜在造芯方面亦不甘落后。
2015 年，亞馬遜宣布收購以色列芯片設(shè)計(jì)公司 Annapurna Labs，被外界認(rèn)為是亞馬遜自研芯片的開端。Annapurna Labs 公司主要研發(fā)微處理器，這種微處理器可以讓低功率的的計(jì)算服務(wù)器和存儲(chǔ)服務(wù)器快速運(yùn)行數(shù)據(jù)。2017 年底，亞馬遜收購安全監(jiān)視器供應(yīng)商 Blink，據(jù)悉主要意圖在于 Blink 的節(jié)能芯片，這起收購被視為亞馬遜在芯片領(lǐng)域的進(jìn)一步布局。
2018 年 11 月，亞馬遜旗下云計(jì)算服務(wù)平臺(tái) AWS 發(fā)布首款基于 Arm 架構(gòu)的云服務(wù)器 CPU Graviton 以及首款云端 AI 推理芯片 AWS Inferentia。據(jù)悉，Graviton 處理器是由此前收購的 Annapurna Labs 設(shè)計(jì)，可提供更低成本的計(jì)算能力和更低的運(yùn)行成本；AWS Inferentia 則是一款低成本、高性能、低延遲的機(jī)器學(xué)習(xí)推理芯片。
2019 年 12 月，亞馬遜 AWS 發(fā)布其第二代自研服務(wù)器芯片 Graviton2。Graviton2 芯片基于 64 位 Arm Neoverse 內(nèi)核，采用 7nm 制程工藝，晶體管數(shù)量高達(dá) 300 億，64 核心。據(jù)亞馬遜方面介紹，相比 1 代 Graviton，Graviton2 的性能提升 7 倍。
2018 年曾有外媒報(bào)道，亞馬遜在自研服務(wù)器芯片的同時(shí)，也在自主設(shè)計(jì)定制終端 AI 芯片，用于自家智能音箱設(shè)備 Echo 上，以幫助 Alexa 語音助手獲得更快的響應(yīng)速度從而提升整體的使用體驗(yàn)。
日前，亞馬遜發(fā)布新一代 Echo 智能音箱，同時(shí)還帶來了其新款的定制芯片 AZ1 神經(jīng)邊緣處理器，這款處理器由亞馬遜和聯(lián)發(fā)科共同打造，能夠讓 Alexa 語音助手更快地回答詢問以及執(zhí)行命令，每次響應(yīng)速度為數(shù)百毫秒。
雖然新發(fā)布的 AZ1 神經(jīng)邊緣處理器并非完全由亞馬遜自研，但媒體報(bào)道的消息看來，亞馬遜擬通過自研芯片以擺脫對(duì)英特爾芯片的依賴，正在逐步實(shí)現(xiàn)從“軟”到“硬”演變。
結(jié) 語
互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)造芯早已不是新鮮事，除了上文提及幾家企業(yè)外，全球互聯(lián)網(wǎng)知名企業(yè)如微軟、FaceBook 等亦在芯片領(lǐng)域動(dòng)作頻頻。經(jīng)過數(shù)年沉淀，曾經(jīng)的 AI 芯片熱潮已逐漸退溫并歸于理性，而谷歌、阿里巴巴等企業(yè)在用產(chǎn)品證明它們?cè)谠煨局返臎Q心和堅(jiān)持。
那么，互聯(lián)網(wǎng)巨頭們?yōu)楹渭娂娞ど显煨局罚?/span>
眾所周知，芯片是算力核心所在，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域發(fā)展壯大，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)對(duì)芯片產(chǎn)品有著嚴(yán)重依賴及巨大需求。此前，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的芯片產(chǎn)品完全靠購買供應(yīng)商產(chǎn)品，但后來情況逐漸有所變化。
互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)扎堆造芯，一方面是由于傳統(tǒng)通用芯片平臺(tái)已逐漸無法滿足移動(dòng)設(shè)備尤其是 AR/VR、人工智能新興領(lǐng)域等對(duì)芯片性能和能效等方面的需求，且互聯(lián)網(wǎng)公司尋求芯片快速迭代；另一方面是基于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)自身布局縱向一體化戰(zhàn)略，設(shè)計(jì)屬于自己的定制化芯片，打造硬件系統(tǒng)差異化競爭優(yōu)勢，并通過搭建芯片硬件平臺(tái)構(gòu)建生態(tài)圈等。
從上述幾家企業(yè)布局上看，各家的具體戰(zhàn)略各不相同，但芯片投資或產(chǎn)品基本是圍繞自身產(chǎn)品或服務(wù)，主要涉及 AI、云服務(wù)等領(lǐng)域。如阿里巴巴從處理器 IP、芯片到平臺(tái)形成云端一體、軟硬協(xié)同，并面向物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)開展芯片定制，構(gòu)建生態(tài)等；谷歌亦是將其芯片運(yùn)用到自身各個(gè)軟硬件產(chǎn)品線中，與產(chǎn)品相輔相成，彼此推動(dòng)發(fā)展。
當(dāng)然了，目前谷歌、阿里等企業(yè)雖已有芯片產(chǎn)品推出，但是造芯之路漫漫，一眾互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)仍只是處于初期階段，正所謂“道阻且長、行之將至”，誰能在造芯之路走得最久、走得最遠(yuǎn)，時(shí)間終將會(huì)給予我們答案。
對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)而言，其所依托的終端產(chǎn)品包括電腦、智能手機(jī)或云端服務(wù)器等均離不開芯片，巨頭們基于自身發(fā)展需求等因素涉足芯片領(lǐng)域。但是造芯非易事，多少企業(yè)在跨界造芯的道路上折戟沉沙，那么目前這些互聯(lián)網(wǎng)巨頭們的造芯現(xiàn)狀如何？
阿里巴巴?打造云端一體
在國內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)中，造芯聲勢最為浩大的莫過于阿里巴巴。
起初，阿里巴巴在芯片領(lǐng)域的布局主要體現(xiàn)在投資上。多年來，阿里巴巴的芯片投資版圖不斷擴(kuò)大，已相繼投資了寒武紀(jì)、Barefoot Networks、深鑒科技、耐能、翱捷科技、恒玄科技等眾多芯片公司，如今寒武紀(jì)已在科創(chuàng)板上市、恒玄科技科創(chuàng)板 IPO 亦已過會(huì)。
2017 年 10 月，阿里巴巴在云棲大會(huì)上宣布成立達(dá)摩院，主要進(jìn)行基礎(chǔ)科學(xué)和顛覆式技術(shù)創(chuàng)新研究，研究范圍涵蓋量子計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)、芯片技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)等多個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。芯片技術(shù)作為其研究領(lǐng)域之一，達(dá)摩院組建了芯片技術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行 AI 芯片的自主研發(fā)。自此，阿里巴巴走上造芯之路。
2018 年 4 月，達(dá)摩院宣布正在研發(fā)一款神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片——Ali-NPU，該芯片將運(yùn)用于圖像視頻分析、機(jī)器學(xué)習(xí)等 AI 推理計(jì)算。同月，阿里巴巴宣布全資收購自主嵌入式 CPU IP Core 公司中天微，隨后將把中天微和達(dá)摩院自研芯片業(yè)務(wù)整合成一家獨(dú)立的芯片公司，推進(jìn)端云一體化的芯片布局。該公司由馬云拍板決定取名“平頭哥半導(dǎo)體有限公司”。
2019 年 7 月，平頭哥半導(dǎo)體正式發(fā)布 RISC-V 處理器玄鐵 910。據(jù)介紹，玄鐵 910 是 CPU 的 IP 核，支持 16 核，單核性能達(dá)到 7.1 Coremark/MHz，主頻達(dá)到 2.5GHz，可以用于設(shè)計(jì)制造高性能端上芯片，應(yīng)用于 5G、人工智能以及自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域。
緊接著，2019 年 8 月，平頭哥半導(dǎo)體發(fā)布 SoC 芯片平臺(tái)“無劍”，無劍由 SoC 架構(gòu)、處理器、各類 IP、操作系統(tǒng)、軟件驅(qū)動(dòng)和開發(fā)工具等模塊構(gòu)成，是面向 AIoT 時(shí)代的一站式芯片設(shè)計(jì)平臺(tái)，提供集芯片架構(gòu)、基礎(chǔ)軟件、算法與開發(fā)工具于一體的整體解決方案。
2019 年 9 月，平頭哥半導(dǎo)體第一顆自研 AI 芯片含光 800 正式問世。據(jù)介紹，含光 800 硬件層面采用自研芯片架構(gòu)，通過推理加速等技術(shù)有效解決芯片性能瓶頸問題；軟件層面集成了達(dá)摩院先進(jìn)算法，針對(duì) CNN 及視覺類算法深度優(yōu)化計(jì)算、存儲(chǔ)密度，可實(shí)現(xiàn)大網(wǎng)絡(luò)模型在一顆 NPU 上完成計(jì)算。平頭哥半導(dǎo)體當(dāng)時(shí)透露稱，含光 800 已開始應(yīng)用在阿里巴巴內(nèi)部核心業(yè)務(wù)中。
至此，平頭哥半導(dǎo)體已形成了玄鐵系列 CPU、無劍 SoC 平臺(tái)、含光 NPU 人工智能芯片三大產(chǎn)品線，涵蓋了處理器 IP、一站式芯片設(shè)計(jì)平臺(tái)和 AI 芯片。根據(jù)官網(wǎng)信息，目前其玄鐵系列 CPU 產(chǎn)品有 12 款，包括 E801、S802、C910 等；無劍 SoC 平臺(tái)產(chǎn)品有 3 款，包括無劍超低功耗 MCU 平臺(tái)、無劍視覺 AI 平臺(tái)、無劍語音 AI 平臺(tái)等。
在造芯之路上，阿里巴巴從一開始的投資、收購到自研，一步步算是走得比較扎實(shí)，如今其芯片產(chǎn)品方面已取得了一定成效，端云一體全棧產(chǎn)品系列初步成型，后續(xù)發(fā)展值得期待。
百度?從結(jié)盟合作到自研
作為中國互聯(lián)網(wǎng)三大巨頭之一，百度亦早早加入到造芯隊(duì)伍中來，據(jù)悉其從 2011 年起就開始基于 FPGA 研發(fā) AI 加速器。
2017 年 3 月，百度聯(lián)合 ARM、紫光展銳和漢楓電子共同發(fā)布 DuerOS 智慧芯片，該芯片包括度秘大腦、語音解決方案、芯片 / 模組三層結(jié)構(gòu)，其中前兩層由百度度秘提供，第三層芯片模組板塊分別由紫光展銳、ARM、漢楓共同支持。
在 DuerOS 智慧芯片這款產(chǎn)品上，百度雖只是與芯片廠商合作，卻已開始展現(xiàn)它在芯片領(lǐng)域的野心。隨后 2017 年 9 月，百度發(fā)布了云計(jì)算加速芯片 XPU，這是一款 256 核、基于 FPGA 的云計(jì)算加速芯片，合作伙伴是賽思靈（Xilinx），采用百度設(shè)計(jì)的 AI 處理架構(gòu)，擁有專用計(jì)算單元和數(shù)百個(gè)處理器。
2018 年 7 月，百度在其 AI 開發(fā)者大會(huì)上正式推出了其自研的首款云端人工智能芯片——百度昆侖芯片。據(jù)介紹，該款芯片采用百度自研 XPU 神經(jīng)處理器架構(gòu)，提供 512GB/s 的內(nèi)存帶寬，能夠在 150W 的功耗下提供高達(dá) 260TOPS 的能力。
2019 年 7 月，百度發(fā)布其用于遠(yuǎn)場語音交互場景的鴻鵠芯片。鴻鵠芯片使用了 HiFi4 自定義指令集，雙核 DSP 核心，平均功耗僅 100mW。據(jù)悉，這款芯片是根據(jù)車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)打造，主要應(yīng)用于車載語音交互、智能家居等場景。
如今，百度芯片已陸續(xù)應(yīng)用于自家產(chǎn)品上。2019 年 12 月，基于昆侖芯片的百度昆侖云服務(wù)器正式上線；今年 3 月，百度昆侖芯片正式在微億智造的工業(yè)智能質(zhì)檢設(shè)備上部署上線，百度智能云向微億智造交付搭載百度昆侖芯片的百度云質(zhì)檢一體機(jī)，預(yù)計(jì)在今年以內(nèi)，微億智造的數(shù)千臺(tái)智能質(zhì)檢設(shè)備將全部應(yīng)用上百度昆侖芯片。
9 月 15 日，在“萬物智能——百度世界 2020”大會(huì)上，百度智能芯片總經(jīng)理歐陽劍表示，第一代百度昆侖芯片已量產(chǎn)，已在百度搜索引擎及云計(jì)算用戶部署 2 萬片。同時(shí)，歐陽劍還預(yù)發(fā)布了第二代百度昆侖芯片，第二代昆侖芯片采用 7nm 制程工藝，較第一代性能提升 3 倍，預(yù)計(jì)將于 2021 年上半年量產(chǎn)。
隨著昆侖芯片的量產(chǎn)上線及更新迭代，百度的造芯之路已走出了重要一步。百度表示，將在 AI 芯片領(lǐng)域繼續(xù)長期投入研究，以更好的落實(shí)“軟硬一體化”發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。
騰訊?設(shè)新子公司涉足 IC 設(shè)計(jì)？
相較于在自研芯片方面已取得成效的阿里巴巴和百度，騰訊似乎走得要晚一些。事實(shí)上，目前騰訊尚未對(duì)外透露太多在芯片方面的布局，但業(yè)界從其種種舉動(dòng)猜測，騰訊應(yīng)該亦是有意走上造芯之路。
首先，在芯片投資方面，騰訊曾于 2016 年參投可編程芯片公司 Barefoot Networks，后來多次投資專注于人工智能領(lǐng)域神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解決方案企業(yè)燧原科技。2018 年 8 月，騰訊領(lǐng)投燧原科技的 3.4 億元 Pre-A 輪融資；2019 年 6 月，燧原科技完成 3 億元新一輪融資，騰訊跟投；今年 5 月，燧原科技完成 7 億元 B 輪融資，騰訊繼續(xù)跟投。
據(jù)了解，燧原科技的產(chǎn)品是針對(duì)云端數(shù)據(jù)中心開發(fā)的深度學(xué)習(xí)芯片，2019 年 12 月發(fā)布了基于其“邃思”芯片的人工智能訓(xùn)練加速卡“云燧 T10”。騰訊投資董事總經(jīng)理姚磊文表示，在產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略以及人工智能等前沿科技的探索上，騰訊與燧原也有很強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng)，邃思芯片落地過程中，騰訊的技術(shù)團(tuán)隊(duì)與燧原展開了全面合作，幫助公司大大加速了研發(fā)過程。
除了投資芯片企業(yè)外，今年 3 月，騰訊旗下騰訊云成立了一家名為“深圳寶安灣騰訊云計(jì)算有限公司”的企業(yè)。資料顯示，該企業(yè)注冊(cè)資本 2000 萬元，經(jīng)營范圍包括：從事計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)開發(fā)、銷售自行開發(fā)的軟件；計(jì)算機(jī)技術(shù)服務(wù)和信息服務(wù)；集成電路設(shè)計(jì)、研發(fā)等。
由于經(jīng)營范圍出現(xiàn)了“集成電路設(shè)計(jì)、研發(fā)”等信息，業(yè)界認(rèn)為上述新公司的成立是騰訊所釋出的“造芯”信號(hào)。
在業(yè)界看來，國內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)自研芯片已成一大趨勢，隨著競爭對(duì)手相繼踏上造芯之路，騰訊涉足芯片領(lǐng)域或只是時(shí)間問題，但目前而言，其將在芯片領(lǐng)域作何布局仍有待后續(xù)觀察。
谷歌?造芯之路越走越遠(yuǎn)
縱觀全球范圍，在互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)造芯這條道路上，谷歌無疑是走在前方的。它的造芯之路可從 2016 年那一場全球矚目的“圍棋人機(jī)大戰(zhàn)”說起。
2016 年 3 月，谷歌旗下 DeepMind 公司開發(fā)的圍棋機(jī)器人 AlphaGo 與圍棋世界冠軍棋手李世石進(jìn)行圍棋人機(jī)大戰(zhàn)，以 4 比 1 的總比分獲勝。AlphaGo 一戰(zhàn)成名，全世界嘩然。谷歌表示，其自研計(jì)算神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專用芯片 TPU（Tensor Processing Unit）是 AlphaGo 獲勝背后最大功臣。
2016 年 5 月，谷歌在 I/O 開發(fā)者大會(huì)上正式發(fā)布 TPU，這是谷歌為優(yōu)化自身的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng) TensorFlow 打造，可應(yīng)用于 AlphaGo 系統(tǒng)、谷歌地圖、谷歌相冊(cè)和谷歌翻譯等。2017 年 5 月，谷歌在其 I/O 開發(fā)者大會(huì)上推出第二代 TPU（TPU v2）芯片。同月，AlphaGo 在與柯潔的“圍棋人機(jī)大戰(zhàn)”中再次獲勝。
然而，AlphaGo 戰(zhàn)勝柯潔不久后，谷歌 DeepMind 團(tuán)隊(duì)宣布 AlphaGo 將退出競技比賽的舞臺(tái)。AlphaGo 雖然退役了，但它與背后的 TPU 芯片在圍棋史上甚至人類歷史上留下了濃重的一筆，而谷歌自研芯片之路仍在繼續(xù)。
2018 年 5 月，谷歌發(fā)布了第三代 TPU（TPU v3），據(jù)悉由 TPU v3 組成的 TPU Pod 運(yùn)算陣列性能比上一代提升 8 倍，計(jì)算能力最高可達(dá) 100PFlops（每秒 1000 萬億次浮點(diǎn)計(jì)算）。隨后不久，谷歌又宣布推出用于邊緣計(jì)算的微型 AI 加速芯片 Edge TPU。
2019 年 5 月，谷歌雖然沒有在 I/O 開發(fā)者大會(huì)上發(fā)布第四代 TPU，但帶來了其第二代和第三代可擴(kuò)展云端超級(jí)計(jì)算機(jī) TPU Pod。據(jù)介紹，谷歌第二代 TPU Pod 能夠容納 512 個(gè)內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)每秒 11.5 千萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算；第三代 TPU Pod 可實(shí)現(xiàn)每秒超過 100 千萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算。
今年由于疫情原因，谷歌取消了 2020 年度 I/O 開發(fā)者大會(huì)，7 月，谷歌披露了第四代 TPU 的細(xì)節(jié)。據(jù)悉，基于 TPU v4 的硬件創(chuàng)新以及軟件優(yōu)化，基于相同規(guī)模 64 個(gè)芯片，谷歌 TPU v4 的性能相比在 MLPerf Training v0.6 訓(xùn)練測試中的 TPU v3 性能平均提高了 2.7 倍。
除了 TPU 系列芯片，谷歌還在布局其他芯片。據(jù)了解，谷歌曾推出 PIxel Visual Core 和 Pixel NeuroCore，均為尚未激活的圖像處理和機(jī)器學(xué)習(xí)協(xié)處理器，應(yīng)用于其手機(jī)上；此外，谷歌還發(fā)布了 Titan、Titan M 兩款安全芯片。
值得一提的是，據(jù)外媒今年 4 月報(bào)道稱，谷歌首顆自研 SoC 芯片已成功流片，這顆 SoC 芯片代號(hào)為 Whitechapel，是與三星合作設(shè)計(jì)，采用三星 5nm 制程，預(yù)計(jì)明年將率先部署在 Pixel 手機(jī)中，并為 Chromebook 使用。
谷歌 TPU 當(dāng)初一戰(zhàn)成名，如今已更新迭代至第四代，再加上在其他芯片領(lǐng)域的布局，不得不說，谷歌在自研芯片之路上已越走越遠(yuǎn)。
亞馬遜?從“軟”到“硬”
作為全球網(wǎng)絡(luò)電子商務(wù)巨頭、大型云服務(wù)供應(yīng)商，亞馬遜在造芯方面亦不甘落后。
2015 年，亞馬遜宣布收購以色列芯片設(shè)計(jì)公司 Annapurna Labs，被外界認(rèn)為是亞馬遜自研芯片的開端。Annapurna Labs 公司主要研發(fā)微處理器，這種微處理器可以讓低功率的的計(jì)算服務(wù)器和存儲(chǔ)服務(wù)器快速運(yùn)行數(shù)據(jù)。2017 年底，亞馬遜收購安全監(jiān)視器供應(yīng)商 Blink，據(jù)悉主要意圖在于 Blink 的節(jié)能芯片，這起收購被視為亞馬遜在芯片領(lǐng)域的進(jìn)一步布局。
2018 年 11 月，亞馬遜旗下云計(jì)算服務(wù)平臺(tái) AWS 發(fā)布首款基于 Arm 架構(gòu)的云服務(wù)器 CPU Graviton 以及首款云端 AI 推理芯片 AWS Inferentia。據(jù)悉，Graviton 處理器是由此前收購的 Annapurna Labs 設(shè)計(jì)，可提供更低成本的計(jì)算能力和更低的運(yùn)行成本；AWS Inferentia 則是一款低成本、高性能、低延遲的機(jī)器學(xué)習(xí)推理芯片。
2019 年 12 月，亞馬遜 AWS 發(fā)布其第二代自研服務(wù)器芯片 Graviton2。Graviton2 芯片基于 64 位 Arm Neoverse 內(nèi)核，采用 7nm 制程工藝，晶體管數(shù)量高達(dá) 300 億，64 核心。據(jù)亞馬遜方面介紹，相比 1 代 Graviton，Graviton2 的性能提升 7 倍。
2018 年曾有外媒報(bào)道，亞馬遜在自研服務(wù)器芯片的同時(shí)，也在自主設(shè)計(jì)定制終端 AI 芯片，用于自家智能音箱設(shè)備 Echo 上，以幫助 Alexa 語音助手獲得更快的響應(yīng)速度從而提升整體的使用體驗(yàn)。
日前，亞馬遜發(fā)布新一代 Echo 智能音箱，同時(shí)還帶來了其新款的定制芯片 AZ1 神經(jīng)邊緣處理器，這款處理器由亞馬遜和聯(lián)發(fā)科共同打造，能夠讓 Alexa 語音助手更快地回答詢問以及執(zhí)行命令，每次響應(yīng)速度為數(shù)百毫秒。
雖然新發(fā)布的 AZ1 神經(jīng)邊緣處理器并非完全由亞馬遜自研，但媒體報(bào)道的消息看來，亞馬遜擬通過自研芯片以擺脫對(duì)英特爾芯片的依賴，正在逐步實(shí)現(xiàn)從“軟”到“硬”演變。
結(jié) 語
互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)造芯早已不是新鮮事，除了上文提及幾家企業(yè)外，全球互聯(lián)網(wǎng)知名企業(yè)如微軟、FaceBook 等亦在芯片領(lǐng)域動(dòng)作頻頻。經(jīng)過數(shù)年沉淀，曾經(jīng)的 AI 芯片熱潮已逐漸退溫并歸于理性，而谷歌、阿里巴巴等企業(yè)在用產(chǎn)品證明它們?cè)谠煨局返臎Q心和堅(jiān)持。
那么，互聯(lián)網(wǎng)巨頭們?yōu)楹渭娂娞ど显煨局罚?/span>
眾所周知，芯片是算力核心所在，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域發(fā)展壯大，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)對(duì)芯片產(chǎn)品有著嚴(yán)重依賴及巨大需求。此前，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的芯片產(chǎn)品完全靠購買供應(yīng)商產(chǎn)品，但后來情況逐漸有所變化。
互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)扎堆造芯，一方面是由于傳統(tǒng)通用芯片平臺(tái)已逐漸無法滿足移動(dòng)設(shè)備尤其是 AR/VR、人工智能新興領(lǐng)域等對(duì)芯片性能和能效等方面的需求，且互聯(lián)網(wǎng)公司尋求芯片快速迭代；另一方面是基于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)自身布局縱向一體化戰(zhàn)略，設(shè)計(jì)屬于自己的定制化芯片，打造硬件系統(tǒng)差異化競爭優(yōu)勢，并通過搭建芯片硬件平臺(tái)構(gòu)建生態(tài)圈等。
從上述幾家企業(yè)布局上看，各家的具體戰(zhàn)略各不相同，但芯片投資或產(chǎn)品基本是圍繞自身產(chǎn)品或服務(wù)，主要涉及 AI、云服務(wù)等領(lǐng)域。如阿里巴巴從處理器 IP、芯片到平臺(tái)形成云端一體、軟硬協(xié)同，并面向物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)開展芯片定制，構(gòu)建生態(tài)等；谷歌亦是將其芯片運(yùn)用到自身各個(gè)軟硬件產(chǎn)品線中，與產(chǎn)品相輔相成，彼此推動(dòng)發(fā)展。
當(dāng)然了，目前谷歌、阿里等企業(yè)雖已有芯片產(chǎn)品推出，但是造芯之路漫漫，一眾互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)仍只是處于初期階段，正所謂“道阻且長、行之將至”，誰能在造芯之路走得最久、走得最遠(yuǎn)，時(shí)間終將會(huì)給予我們答案。
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