近日燧原科技發(fā)布了其最新的“邃思”AI推理芯片及其推理卡云燧i20，這是其推理產(chǎn)品的最新迭代,。新一代“邃思”AI推理芯片采用第二代高性能計(jì)算核心和數(shù)據(jù)引擎,，由12nm工藝打造,，通過架構(gòu)升級，大大提高了單位面積的晶體管效率,，從而實(shí)現(xiàn)了與目前業(yè)內(nèi)7nm GPU相匹敵的計(jì)算能力,。同時(shí)因?yàn)椴捎?2nm的成熟工藝，也實(shí)現(xiàn)了更優(yōu)的性價(jià)比,。

　　另外一個(gè)重要意義在于,，第二代推理產(chǎn)品的面市意味著燧原科技已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了推理+訓(xùn)練的第二代產(chǎn)品組合的全面迭代,，這是AI國產(chǎn)自研架構(gòu)芯片穩(wěn)步有序邁進(jìn)的體現(xiàn)。

　　在燧原科技“芯懷天地”新品發(fā)布會上,，燧原科技CEO趙立東和COO張亞林針對推理訓(xùn)練產(chǎn)品及其最新技術(shù)進(jìn)行了精彩的分享。

　　AI市場新趨勢：推理產(chǎn)品比例變高

　　人工智能分為訓(xùn)練和推理兩個(gè)主要的任務(wù),，訓(xùn)練是指創(chuàng)建機(jī)器學(xué)習(xí)算法的過程,，訓(xùn)練的比例和整個(gè)數(shù)據(jù)科學(xué)家的生產(chǎn)力直接相關(guān)，需要大量的計(jì)算資源來部署學(xué)習(xí)框架和訓(xùn)練數(shù)據(jù)集,。而推理指的是使用經(jīng)過訓(xùn)練的算法來進(jìn)行預(yù)測,，因此跟整個(gè)用戶和海量的應(yīng)用直接相關(guān)，與用戶和用戶所持應(yīng)用的數(shù)量乘積成直接正比例的關(guān)系,。

　　上圖是從2017到2023年AI市場的走勢,，可以看到推理在整個(gè)AI市場中占的比例在逐漸增大，推理的實(shí)際應(yīng)用場景也變得多元化,，AI的業(yè)務(wù)從傳統(tǒng)單一的機(jī)器視覺,、聲音、文字,、決策,、推薦等方向性的算法，逐步變成多場景,、多應(yīng)用的落地,，廣泛分布在用戶日常生活中。結(jié)合推理的客戶需求場景,，這樣的計(jì)算密集型應(yīng)用對于性價(jià)比的考量也會更為敏感,。所以除了GPU之外的其他更具性價(jià)比的方案，有望在這部分實(shí)現(xiàn)突圍,。針對這樣的趨勢,，AI芯片公司譬如燧原科技早也在推理產(chǎn)品上進(jìn)行了投入和布局。

　　在去年12月,，燧原科技就發(fā)布了其首款神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型推理引擎“鑒算TopsInference”及其“云燧i10”推理卡,。通過鑒算TopsInference的推理加速，配合云燧i10的高算力及虛擬化技術(shù),，可以對計(jì)算密集型深度學(xué)習(xí)工作負(fù)載提供高性價(jià)比的部署方案,。到了今年12月剛好一年的時(shí)間，燧原科技隨即發(fā)布了其新一代的“邃思2.5”AI推理芯片及其推理卡云燧i20,。這也意味著其推理產(chǎn)品也進(jìn)入了有序的迭代節(jié)奏中,，同時(shí)也是對于當(dāng)前AI市場推理產(chǎn)品旺盛需求的及時(shí)產(chǎn)品補(bǔ)充。

　　DTU2.5 ：國內(nèi)首顆TF23推理芯片

　　“邃思2.5”采用的是專門為云端推理場景而自主研發(fā)的計(jì)算架構(gòu),，燧原在這顆芯片上,，針對場景落地需求,、包括性價(jià)比和能效比都有著嚴(yán)苛的設(shè)計(jì)要求。

　　據(jù)張亞東介紹,，“邃思”推理芯片采用具備全AI算力空間的計(jì)算架構(gòu),，具備32位的算力，從FP32一直到INT8,，包含中間精度TF32,、BF16、FP16五個(gè)精度構(gòu)成了全AI算力空間,，滿足各種各樣推理的客戶需求,。單精度FP32達(dá)到了32 TFLOPS、單精度張量TF32達(dá)到了128 TFLOPS,；同樣具備半精度BF16/FP16的算力,，達(dá)到128 TFLOPS。在最重要的推理方面,，整數(shù)精度INT8也有了提升,，達(dá)到256TOPS。

　　據(jù)悉,，這是中國第一顆具備TF32張量單精度的推理芯片,，能用16位的算力達(dá)到32位的精度，實(shí)現(xiàn)4倍于FP32的算力,，同時(shí)保持99%的整個(gè)模型精度一致性,。

　　數(shù)據(jù)架構(gòu)方面采用了完全自研的 （Sparse Value Segment ） 數(shù)據(jù)壓縮格式，能夠進(jìn)行獨(dú)立的分層壓縮和硬件自動循環(huán)解壓,，使得所有的數(shù)據(jù)（特別是稀疏數(shù)據(jù)）在傳輸過程帶寬和功耗減少,。同時(shí)支持硬件指令預(yù)取的操作，使得指令的預(yù)取,、數(shù)據(jù)的傳輸和計(jì)算可以同時(shí)進(jìn)行,，進(jìn)行并行的數(shù)據(jù)廣播，使得同樣的數(shù)據(jù)可以廣播到多個(gè)處理器上進(jìn)行并行執(zhí)行,。同時(shí),，這種數(shù)據(jù)壓縮格式還具有很強(qiáng)的動態(tài)功耗控制，讓整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膭討B(tài)功耗變得非常的有效,。

　　內(nèi)存方面是采用兩顆HBM2E,，單芯片容量為16GB，最大帶寬達(dá)到819GB/s,。封裝形式采用了2.5D的封裝,，整合了5顆芯片進(jìn)去，尺寸為55mmX55mm。

　　除了能效比,、性價(jià)比這些關(guān)鍵因素之外,，用戶的實(shí)際部署易用性也是非常重要的考量。針對當(dāng)前爆炸式增長的多樣化的推理落地場景,，燧原科技進(jìn)一步加強(qiáng)推理軟件棧,，使其更加泛化易用，滿足更多客戶日益增長的需求,。

　　超越主流GPU的性價(jià)比之選

　　搭載2.5代DTU的推理加速卡云燧i20,，縱向上實(shí)現(xiàn)了比前代產(chǎn)品的大幅提升，橫向上對比GPU的方案也有更好的性價(jià)比,。

　　相比云燧i10,，云燧i20的浮點(diǎn)32位的算力從17.6T提升到32T,，浮點(diǎn)16位的算力從70.4T提升到了128T,，INT8整點(diǎn)8位的算力從70.4T提升到了256T，HBM2升級到HBM2E后相應(yīng)的帶寬也從512GB提升了819GB,，連接方式和功耗表現(xiàn)上與前代保持一致,。

　　如下圖所示，根據(jù)燧原科技提供的和某次旗艦GPU加速卡的對比數(shù)據(jù),，以該次旗艦GPU的參數(shù)為基準(zhǔn),，i20的浮點(diǎn)16位的算力是其2倍，INT8的算力是2倍,，內(nèi)存帶寬是2.65倍,。

　　據(jù)張亞東介紹，在DTU2.5設(shè)計(jì)最初,，燧原就定了其性能目標(biāo)——至少達(dá)到主流GPU次旗艦的2.5倍以上,，最高達(dá)到3.5倍。在這樣的設(shè)計(jì)目標(biāo)驅(qū)動下,，搭載DTU2.5出來i20的實(shí)際效果也確實(shí)是精準(zhǔn)地完成了這一目標(biāo),。

　　在實(shí)時(shí)性方面，DTU相比GPU也有非常出色的表現(xiàn),，根據(jù)燧原科技展示的一個(gè)實(shí)時(shí)語意分析的對比demo展示,，DTU的實(shí)時(shí)性能（吞吐量）是GPU的2.5倍以上，而實(shí)時(shí)的延時(shí)DTU卻只有GPU的一半不到,。在這種典型的NLP——bert應(yīng)用中,，DTU展現(xiàn)了至少2.5倍于GPU的性能。

　　“訓(xùn)推一體化”產(chǎn)品組合升級到第二代

　　此次全新二代云端推理產(chǎn)品的推出,，使得燧原構(gòu)建了T20+i20的第二代訓(xùn)推產(chǎn)品組合,。但僅僅有產(chǎn)品是不夠的，燧原科技還同步將訓(xùn)推一體化的系統(tǒng)進(jìn)行了增強(qiáng)，使得用戶可以方便使用T20和i20,，完成訓(xùn)練加推理一體化的部署,。

　　據(jù)張亞東介紹，在TopsRider軟件系統(tǒng)里,，從高層的圖優(yōu)化到中間的算子庫再到中間的編程模型,，最后到底層的Runtime，四個(gè)階段中分別都實(shí)現(xiàn)了整個(gè)訓(xùn)練和推理引擎的統(tǒng)一,，使得用一套結(jié)構(gòu)可以支持所有訓(xùn)練和推理軟件棧,。這樣統(tǒng)一的表達(dá)、統(tǒng)一的訓(xùn)練推理的算子編程模型,、統(tǒng)一的Runtime,，讓T20+i20在訓(xùn)練和推理?xiàng)Ｉ线M(jìn)行了很好的深度融合和充分泛化，也使得開發(fā)者在運(yùn)用訓(xùn)練和推理一體化的時(shí)候更加的高效,、更加的精密和更加的兼容,。

　　從“邃思”2.5和云燧i20推理卡的發(fā)布之后，燧原科技已經(jīng)完成了二代產(chǎn)品的布局,，未來的i30和T30/T31的產(chǎn)品也已經(jīng)在研發(fā)過程中,。

　　總結(jié)

　　燧原科技通過自研架構(gòu)DPU，實(shí)現(xiàn)了比GPU更具性價(jià)比的AI推訓(xùn)方案,?！白龃笮酒⑵从部萍肌笔瞧湟恢狈钚械睦砟?，“每代產(chǎn)品比前代實(shí)現(xiàn)3倍能效提升,、2倍性價(jià)比提升、軟件向后兼容”是其產(chǎn)品更新的目標(biāo),。此次“邃思”2.5和云燧i20推理卡的發(fā)布,，標(biāo)志著其推訓(xùn)一體的產(chǎn)品布局已經(jīng)夯實(shí)，隨著AI市場的繼續(xù)發(fā)展,，未來第三代產(chǎn)品相信也會如期而至,。