互聯(lián)網(wǎng)巨頭們的造芯現(xiàn)狀如何

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(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。

2017年10月，阿里巴巴在云棲大會上宣布成立達(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算、機(jī)器學(xué)習(xí)、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(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(dá)摩院先進(jìn)算法，針對CNN及視覺類算法深度優(yōu)化計算、存儲密度，可實(shí)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(dāng)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(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(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(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？

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(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(jī)軟硬件技術(shù)開發(fā)、銷售自行開發(fā)的軟件；計算機(jī)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(rèn)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(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(xí)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(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。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，計算能力最高可達(dá)100PFlops（每秒1000萬億次浮點(diǎn)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(kuò)展云端超級計算機(jī)TPU Pod。據(jù)介紹，谷歌第二代TPU Pod能夠容納512個內(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，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(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算服務(wù)器和存儲服務(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(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(yàn)。 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(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(jiān)持。 那么，互聯(lián)網(wǎng)巨頭們?yōu)楹渭娂娞ど显煨局罚? 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(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(yùn)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(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)，時間終將會給予我們答案。
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