《電子技術(shù)應(yīng)用》
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互聯(lián)網(wǎng)巨頭造“芯”現(xiàn)狀

2020-09-29
作者:張明花
來源:全球半導(dǎo)體觀察

  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大,,已相繼投資了寒武紀、Barefoot Networks,、深鑒科技,、耐能、翱捷科技,、恒玄科技等眾多芯片公司,,如今寒武紀已在科創(chuàng)板上市、恒玄科技科創(chuàng)板IPO亦已過會,。

  2017年10月,,阿里巴巴在云棲大會上宣布成立達摩院,主要進行基礎(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算,、機器學(xué)習、芯片技術(shù),、嵌入式系統(tǒng)等多個產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,。芯片技術(shù)作為其研究領(lǐng)域之一,達摩院組建了芯片技術(shù)團隊進行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,,該芯片將運用于圖像視頻分析、機器學(xué)習等AI推理計算,。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摩院自研芯片業(yè)務(wù)整合成一家獨立的芯片公司,,推進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,,單核性能達到7.1 Coremark/MHz,主頻達到2.5GHz,可以用于設(shè)計制造高性能端上芯片,,應(yīng)用于5G,、人工智能以及自動駕駛等領(lǐng)域。

  緊接著,,2019年8月,,平頭哥半導(dǎo)體發(fā)布SoC芯片平臺“無劍”,無劍由SoC架構(gòu),、處理器,、各類IP、操作系統(tǒng),、軟件驅(qū)動和開發(fā)工具等模塊構(gòu)成,,是面向AIoT時代的一站式芯片設(shè)計平臺,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,;軟件層面集成了達摩院先進算法,針對CNN及視覺類算法深度優(yōu)化計算,、存儲密度,,可實現(xiàn)大網(wǎng)絡(luò)模型在一顆NPU上完成計算。平頭哥半導(dǎo)體當時透露稱,,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,、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)計平臺和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平臺產(chǎn)品有3款,包括無劍超低功耗MCU平臺、無劍視覺AI平臺,、無劍語音AI平臺等,。

  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,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)布了云計算加速芯片XPU,,這是一款256核,、基于FPGA的云計算加速芯片,合作伙伴是賽思靈(Xilinx),,采用百度設(shè)計的AI處理架構(gòu),,擁有專用計算單元和數(shù)百個處理器。

  2018年7月,,百度在其AI開發(fā)者大會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260TOPS的能力。

  2019年7月,百度發(fā)布其用于遠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)級標準打造,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,預(yù)計在今年以內(nèi),,微億智造的數(shù)千臺智能質(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算用戶部署2萬片,。同時,,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“軟硬一體化”發(fā)展的戰(zhàn)略目標,。

  騰訊?

  設(shè)新子公司涉足IC設(shè)計,?

  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。事實上,,目前騰訊尚未對外透露太多在芯片方面的布局,,但業(yè)界從其種種舉動猜測,,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)品是針對云端數(shù)據(jù)中心開發(fā)的深度學(xué)習芯片,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的協(xié)同效應(yīng),,邃思芯片落地過程中,,騰訊的技術(shù)團隊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算有限公司”的企業(yè),。資料顯示,,該企業(yè)注冊資本2000萬元,經(jīng)營范圍包括:從事計算機軟硬件技術(shù)開發(fā),、銷售自行開發(fā)的軟件,;計算機技術(shù)服務(wù)和信息服務(wù);集成電路設(shè)計,、研發(fā)等,。

  由于經(jīng)營范圍出現(xiàn)了“集成電路設(shè)計、研發(fā)”等信息,,業(yè)界認為上述新公司的成立是騰訊所釋出的“造芯”信號,。

  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,,隨著競爭對手相繼踏上造芯之路,,騰訊涉足芯片領(lǐng)域或只是時間問題,,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

  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“圍棋人機大戰(zhàn)”說起。

  2016年3月,,谷歌旗下DeepMind公司開發(fā)的圍棋機器人AlphaGo與圍棋世界冠軍棋手李世石進行圍棋人機大戰(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)者大會上正式發(fā)布TPU,這是谷歌為優(yōu)化自身的深度學(xué)習系統(tǒng)TensorFlow打造,,可應(yīng)用于AlphaGo系統(tǒng),、谷歌地圖、谷歌相冊和谷歌翻譯等,。2017年5月,,谷歌在其I/O開發(fā)者大會上推出第二代TPU(TPU v2)芯片。同月,,AlphaGo在與柯潔的“圍棋人機大戰(zhàn)”中再次獲勝,。

  然而,AlphaGo戰(zhàn)勝柯潔不久后,,谷歌DeepMind團隊宣布AlphaGo將退出競技比賽的舞臺,。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運算陣列性能比上一代提升8倍,,計算能力最高可達100PFlops(每秒1000萬億次浮點計算)。隨后不久,,谷歌又宣布推出用于邊緣計算的微型AI加速芯片Edge TPU,。

  2019年5月,谷歌雖然沒有在I/O開發(fā)者大會上發(fā)布第四代TPU,,但帶來了其第二代和第三代可擴展云端超級計算機TPU Pod,。據(jù)介紹,,谷歌第二代TPU Pod能夠容納512個內(nèi)核,實現(xiàn)每秒11.5千萬億次浮點運算,;第三代TPU Pod可實現(xiàn)每秒超過100千萬億次浮點運算,。

  今年由于疫情原因,谷歌取消了2020年度I/O開發(fā)者大會,,7月,,谷歌披露了第四代TPU的細節(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器學(xué)習協(xié)處理器,,應(yīng)用于其手機上,;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月報道稱,,谷歌首顆自研SoC芯片已成功流片,,這顆SoC芯片代號為Whitechapel,是與三星合作設(shè)計,,采用三星5nm制程,,預(yù)計明年將率先部署在Pixel手機中,并為Chromebook使用,。

  谷歌TPU當初一戰(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。

  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)計公司Annapurna Labs,,被外界認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算服務(wù)器和存儲服務(wù)器快速運行數(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)域的進一步布局。

  2018年11月,,亞馬遜旗下云計算服務(wù)平臺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,,可提供更低成本的計算能力和更低的運行成本,;AWS Inferentia則是一款低成本、高性能,、低延遲的機器學(xué)習推理芯片,。

  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年曾有外媒報道,亞馬遜在自研服務(wù)器芯片的同時,,也在自主設(shè)計定制終端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,。

  日前,,亞馬遜發(fā)布新一代Echo智能音箱,同時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,,但媒體報道的消息看來,亞馬遜擬通過自研芯片以擺脫對英特爾芯片的依賴,,正在逐步實現(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)品證明它們在造芯之路的決心和堅持。

  那么,,互聯(lián)網(wǎng)巨頭們?yōu)楹渭娂娞ど显煨局罚?/p>

  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)對芯片產(chǎn)品有著嚴重依賴及巨大需求。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)通用芯片平臺已逐漸無法滿足移動設(shè)備尤其是AR/VR、人工智能新興領(lǐng)域等對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用到自身各個軟硬件產(chǎn)品線中,,與產(chǎn)品相輔相成,彼此推動發(fā)展,。

  當然了,,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,時間終將會給予我們答案,。


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