華為昇騰芯片誕生的背景與歷程

華為昨日在上海舉辦了一場(chǎng)特殊的全聯(lián)接大會(huì)，完整地公布了華為人工智能戰(zhàn)略，也公開(kāi)了“達(dá)芬奇項(xiàng)目”，并且重磅發(fā)布了Ascend（昇騰）系列兩款AI芯片，震驚業(yè)界。那么昇騰芯片具體規(guī)劃是怎樣的？是否會(huì)向外界預(yù)測(cè)的那樣與芯片巨頭英偉達(dá)直接競(jìng)爭(zhēng)？昇騰芯片與華為自家的麒麟芯片是怎樣的關(guān)系？下面，智能菌就為大家梳理華為昇騰芯片誕生的背景與歷程。

在全連接大會(huì)上，華為將公司的人工智能發(fā)展戰(zhàn)略和盤(pán)托出，分為五個(gè)部分：

1、投資基礎(chǔ)研究：在計(jì)算視覺(jué)、自然語(yǔ)言處理、決策推理等領(lǐng)域構(gòu)筑數(shù)據(jù)高效（更少的數(shù)據(jù)需求）、能耗高效（更低的算力和能耗），安全可信、自動(dòng)自治的機(jī)器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)能力。

2、打造全棧方案：打造面向云、邊緣和端等全場(chǎng)景的、獨(dú)立的以及協(xié)同的、全棧解決方案，提供充裕的、經(jīng)濟(jì)的算力資源，簡(jiǎn)單易用、高效率、全流程的 AI 平臺(tái)。

3、投資開(kāi)放生態(tài)和人才培養(yǎng)：面向全球，持續(xù)與學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界和行業(yè)伙伴廣泛合作，打造人工智能開(kāi)放生態(tài)，培養(yǎng)人工智能人才。

4、解決方案增強(qiáng)：把 AI 思維和技術(shù)引入現(xiàn)有產(chǎn)品和服務(wù)，實(shí)現(xiàn)更大價(jià)值、更強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。

5、內(nèi)部效率提升：應(yīng)用 AI 優(yōu)化內(nèi)部管理，對(duì)準(zhǔn)海量作業(yè)場(chǎng)景，大幅度提升內(nèi)部運(yùn)營(yíng)效率和質(zhì)量。

其中，華為全棧全場(chǎng)景AI解決方案是整個(gè)戰(zhàn)略的核心，包括四個(gè)方面：

1、基于可統(tǒng)一、可擴(kuò)展架構(gòu)的系列化AI IP和芯片Ascend。

2、芯片算子庫(kù)和高度自動(dòng)化算子開(kāi)發(fā)工具CANN。

3、支持端、邊、云獨(dú)立的和協(xié)同的統(tǒng)一訓(xùn)練和推理框架的MindSpore。

4、提供全流程服務(wù)ModelArts，分層API和預(yù)集成方案的應(yīng)用使能。

在這個(gè)方案中，華為自研的AI芯片算是重中之重。徐直軍表示，“如果說(shuō)算力的進(jìn)步是當(dāng)下 AI 大發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)因素，那么，算力的稀缺和昂貴正在成為制約 AI 全面發(fā)展的核心因素?！?/p>

Ascend名字在華為的使用歷程

說(shuō)到Ascend這個(gè)名字，華為最早將其用在了智能手機(jī)初期。華為將Ascend分為四個(gè)系列D、P、G、Y ，分別對(duì)應(yīng)旗艦、高端、中端、入門(mén)。

2013年2月，Ascend P2發(fā)布，首次搭載了華為自家的海思K3V2四核處理器，因?yàn)?a target="_blank">4G牌照的問(wèn)題，P2沒(méi)有在國(guó)內(nèi)上市。之后發(fā)布的Ascend D2，使用了相同的處理器。K3V2是海思半導(dǎo)體第一款成功市場(chǎng)化的手機(jī)處理器。

2013年6月，華為直接跳過(guò)了Ascend P3，在英國(guó)倫敦發(fā)布了Ascend P6手機(jī)，這款手機(jī)使用了海思K3V2E四核處理器，這款處理器在華為手機(jī)產(chǎn)品中扮演了極重要的角色，成為華為手機(jī)前期的大功臣。

2014年5月，華為在法國(guó)巴黎推出Ascend P7手機(jī)，搭載海思Kirin910T四核處理器。直到這時(shí)，華為自家的手機(jī)處理器從海思半導(dǎo)體分拆出麒麟系列。

2015年4月，華為在英國(guó)倫敦首發(fā)P8新機(jī)，搭載麒麟930/麒麟935處理器。這個(gè)時(shí)候，華為在手機(jī)中開(kāi)始慢慢淡化Ascend，而直接以P系列來(lái)命名手機(jī)。

Ascend芯片的五大系列和規(guī)劃

現(xiàn)在的Ascend（昇騰）芯片是華為“達(dá)芬奇項(xiàng)目”的一部分，也是華為全棧人工智能解決方案的一部分。

Ascend是基于可統(tǒng)一、可擴(kuò)展架構(gòu)的系列化AI IP和芯片，昇騰芯片包括Max，Mini，Lite，Tiny和Nano等五個(gè)系列，基于“達(dá)芬奇架構(gòu)”制造。

本次發(fā)布了兩款昇騰芯片，分別是昇騰910（Ascend 910），昇騰310（Ascend 310）。

徐直軍表示，昇騰910屬于Max系列，是目前發(fā)布的所有芯片中，計(jì)算密度最大的單芯片。該芯片采取7nm工藝制程，最大功耗為350W?！皶N騰910可以達(dá)到256個(gè)T，是目前全球已發(fā)布單芯片數(shù)最大的AI芯片，比最近英偉達(dá)的V100還要高出1倍?！毙熘避姳硎尽?/p>

昇騰310（Ascend 310）屬于Mini系列，是目前面向計(jì)算場(chǎng)景最強(qiáng)算力的AI SoC。昇騰310是昇騰迷你系列的第一款產(chǎn)品。據(jù)稱(chēng)這款芯片功耗為8瓦，采用12nm 工藝，算力可達(dá)16TFLOPS，其集成了16通道全高清視頻解碼器。

此外，徐直軍還推出了5款基于昇騰310芯片的AI產(chǎn)品，包括AI加速模塊Atlas 200、AI加速卡Atlas 300、AI智能小站Atlas 500、AI一體機(jī)Atlas 800、以及移動(dòng)數(shù)據(jù)中心MDC 600。

Lite、Tiny和Nano三個(gè)系列芯片將在明年發(fā)布。

在發(fā)布芯片的同時(shí)，華為還發(fā)布了大規(guī)模分布式訓(xùn)練系統(tǒng) Ascend 集群，在設(shè)計(jì)中，該集群將包括 1024個(gè) Asced 910芯片，算力達(dá)到 256P，大幅超過(guò)英偉達(dá) DGX2 和谷歌 TPU 集群。這種服務(wù)器將同樣在 2019 年二季度推出，幫助開(kāi)發(fā)者更快地訓(xùn)練模型。

以下是外界對(duì)于華為AI芯片最關(guān)心的問(wèn)題：

昇騰芯片將來(lái)是否會(huì)與英偉達(dá)直接競(jìng)爭(zhēng)？

這此發(fā)布的兩款芯片都會(huì)在2019年第二季度上市，但徐直軍在隨后的媒體采訪(fǎng)環(huán)節(jié)表示，華為兩款A(yù)I芯片均不會(huì)單獨(dú)對(duì)外銷(xiāo)售，而是以AI加速模塊、AI服務(wù)器、云服務(wù)的形式面向第三方銷(xiāo)售。

徐直軍表示，“我們不直接向第三方提供芯片，而是提供基于芯片的硬件和云服務(wù)，我們和純芯片廠(chǎng)商沒(méi)有直接競(jìng)爭(zhēng)。”

為何要自研架構(gòu)，而不采用寒武紀(jì)等合作伙伴方案？

對(duì)于外界一直疑問(wèn)的華為為何要搭建自己的”達(dá)芬奇架構(gòu)“，而不用寒武紀(jì)等廠(chǎng)商的方案。徐直軍在采訪(fǎng)中回答到，“構(gòu)建新架構(gòu)來(lái)支持人工智能芯片，是因?yàn)檫@是基于華為對(duì)人工智能的理解，基于端管云對(duì)對(duì)人工智能的需求自然產(chǎn)生的?！?/p>

徐直軍表示，華為需要覆蓋從云、到邊緣、到端到物聯(lián)網(wǎng)端，需要全新的架構(gòu)，創(chuàng)造力的架構(gòu)?！昂浼o(jì)也很好，但無(wú)法支持我們的全場(chǎng)景?！?/p>

華為首席架構(gòu)師黨文栓介紹說(shuō)，Ascend 芯片采用統(tǒng)一達(dá)芬奇架構(gòu)：可擴(kuò)展計(jì)算、可擴(kuò)展內(nèi)存、可擴(kuò)展片上互聯(lián)。因此，這是全球首個(gè)覆蓋全場(chǎng)景的智能芯片系列。

華為為何一直如此專(zhuān)注開(kāi)發(fā)AI芯片？

徐直軍認(rèn)為，在目前數(shù)據(jù)隱私保護(hù)形勢(shì)下，很多事情無(wú)法單獨(dú)由云上的計(jì)算力完成，必須要在端側(cè)去完成。這是非常復(fù)雜的多目標(biāo)的優(yōu)化問(wèn)題。

“這往往要面對(duì)能耗和內(nèi)存的雙重限制，面對(duì)各種場(chǎng)景下的不同需求。比如在車(chē)載應(yīng)用中要求響應(yīng)速度很快，對(duì)各種圖片和視頻的處理精確度要求比較高，在聲音方面，降噪的要求就非常高，如何能夠利用GAN的方式去把聲紋和內(nèi)容分開(kāi)，這中間往往牽扯到個(gè)人隱私。”徐直軍說(shuō)到，華為主要目的是要在端側(cè)方面開(kāi)發(fā)出高性能的芯片，將盡量多的處理過(guò)程在端側(cè)完成，爭(zhēng)取提供最好的用戶(hù)體驗(yàn)。

麒麟芯片和昇騰芯片是怎樣的關(guān)系？

接近華為的人士表示，麒麟芯片將主打手機(jī)處理器，昇騰芯片主要是配合云服務(wù)來(lái)使用，像昇騰310這樣的芯片雖然未來(lái)也會(huì)用于手機(jī)、手表等設(shè)備，但大多是需要低功耗的地方。對(duì)此，華為一名Fellow稱(chēng)，二者關(guān)系保密，明年揭曉。