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本文作者: 黃鑫 | 2016-09-13 11:09 |
最近英特爾的動(dòng)作可謂非常頻繁:在學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)布各種自己新算法的論文,在商業(yè)領(lǐng)域也是連續(xù)收購(gòu)了Nervana、Modivius兩家公司,還發(fā)布了最新的深度學(xué)習(xí)處理器Knights Mill,并在一份聲明上聲稱四塊Knights芯片的運(yùn)算能力比四塊GPU快2.3倍,劍指自己早在PC時(shí)代就已相愛(ài)相殺多年的老對(duì)手NVIDIA。哪怕在NVIDIA進(jìn)行了態(tài)度堅(jiān)決,甚至在語(yǔ)氣中暗含一絲不屑的回?fù)糁?,英特爾仍然在公開(kāi)聲明中堅(jiān)定的捍衛(wèi)自己的數(shù)據(jù),并表示去年為深度學(xué)習(xí)而研發(fā)的處理器中,使用GPU的還不到3%。
事實(shí)是怎樣的呢?考慮各種因素之后我們其實(shí)真的無(wú)法明確的說(shuō),GPU與英特爾這塊最新的深度學(xué)習(xí)芯片到底誰(shuí)更適合深度學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)。但是有一點(diǎn)是確定無(wú)疑的:英特爾的聲明中所說(shuō)的GPU,完全不是這塊深度學(xué)習(xí)芯片本應(yīng)對(duì)標(biāo)的最新GPU Tesla P100,而是NVIDIA早在18個(gè)月前就已上市的Maxwell架構(gòu)GPU,因此2.3倍這個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)該是有水分的。我們能理解英特爾想要宣傳自己產(chǎn)品的心情,但用自己的下一代產(chǎn)品去對(duì)標(biāo)對(duì)手已經(jīng)問(wèn)世一年有余的上一代架構(gòu)產(chǎn)品,是不是有點(diǎn)不合適?英特爾自己心里應(yīng)該也明白這一點(diǎn),而類似的手段英特爾也不是第一次在宣傳中使用(以前英特爾就經(jīng)常聲稱自己的集成顯卡的運(yùn)算能力又超過(guò)了某某NVIDIA生產(chǎn)的獨(dú)立顯卡),但英特爾祭出這種殺敵一千自損八百的宣傳路數(shù)可以說(shuō)明一點(diǎn):那就是英特爾真的非常重視AI和深度學(xué)習(xí)這塊市場(chǎng),而更早之前和近期的一系列收購(gòu),也從側(cè)面證明了這一點(diǎn)。
早在PC時(shí)代,兩家的圖形處理器就經(jīng)常被拿來(lái)比較,圖片來(lái)源Youtube
深度學(xué)習(xí)市場(chǎng)目前活躍的主角有四個(gè):CPU、GPU、FPGA和專用處理器,其中FPGA和專用處理器的應(yīng)用其實(shí)仍處于探索階段,真正使用它們的開(kāi)發(fā)者不多,因此,這個(gè)領(lǐng)域市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)主要就集中于GPU和CPU之間,甚至可以說(shuō),就是集中于英特爾和NVIDIA之間。但每個(gè)深度學(xué)習(xí)的開(kāi)發(fā)者都心知肚明的一點(diǎn)是:GPU在深度學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā),尤其是算法訓(xùn)練方面相對(duì)CPU確實(shí)有著非常大的先天優(yōu)勢(shì),為什么英特爾執(zhí)意要爭(zhēng)奪這個(gè)看起來(lái)天生就屬于對(duì)手的戰(zhàn)場(chǎng)呢?要知道GPU雖然很好,但是它也是不能獨(dú)立工作的,至少?zèng)]有人會(huì)這么去做,因?yàn)樵贕PU的特性決定其上無(wú)法進(jìn)行高效的邏輯運(yùn)算。哪怕是NVIDIA的最新深度學(xué)習(xí)超級(jí)電腦DGX-1中,也含有兩顆英特爾至強(qiáng)處理器(嗯,NVIDIA在很多宣傳文案中故意弱化甚至忽略了這一點(diǎn))??雌饋?lái),無(wú)論NVIDIA的市場(chǎng)做的多大,其中總會(huì)有英特爾的一杯羹,那英特爾為什么又如此心急火燎的想要攻下NVIDIA的這塊陣地呢?
NVIDIA官網(wǎng)提供的DGX-1配置表的CPU一欄赫然寫(xiě)著Dual Intel Xeon E5-2698
要講清楚這個(gè)問(wèn)題,我們必須要把視角從人工智能身上拉遠(yuǎn),看看英特爾的整體戰(zhàn)略布局。實(shí)際上這個(gè)標(biāo)題不是很準(zhǔn)確。因?yàn)橛⑻貭柕臉I(yè)務(wù)看起來(lái)早已沒(méi)有那么繁榮了。最近幾年,英特爾的核心盈利業(yè)務(wù)CPU同時(shí)遭到了三個(gè)因素的狙擊:PC市場(chǎng)增長(zhǎng)放緩和移動(dòng)市場(chǎng)的爆發(fā)、進(jìn)軍移動(dòng)的嘗試失敗、摩爾定律逐漸逼近極限,幾乎失效。單純的賣(mài)CPU固然也能賺到錢(qián),但只有研發(fā)更高端(貴)的芯片,形成自己領(lǐng)導(dǎo)者的形象、然后不停的把它們賣(mài)給更多的人,才能賺更多的錢(qián),支撐公司的發(fā)展。但這幾個(gè)因素的同時(shí)出現(xiàn),已經(jīng)讓英特爾發(fā)現(xiàn),如果自己仍然只是安心的守著自己的CPU業(yè)務(wù),很快就會(huì)面臨巨大的危機(jī),事實(shí)上在過(guò)去的一年里,利潤(rùn)下降、裁員的新聞也一直圍繞在英特爾的身邊,揮之不去。
英特爾曾經(jīng)是推動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)向前發(fā)展的動(dòng)力之一,很顯然,英特爾希望自己的這個(gè)地位能一直保持下去,從去年開(kāi)始,英特爾開(kāi)始了緩慢痛苦但又堅(jiān)定的轉(zhuǎn)型。想讓自己在云計(jì)算、云存儲(chǔ)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域繼續(xù)做一家領(lǐng)先于世界的公司,并在相關(guān)領(lǐng)域投入了相當(dāng)多的注意力,并為其進(jìn)行了諸多調(diào)整。
可理想很豐滿,現(xiàn)實(shí)卻總是很骨感。在高調(diào)了幾年之后,曾經(jīng)被寄予厚望的物聯(lián)網(wǎng)卻仿佛迷失了方向,一直沒(méi)有出現(xiàn)真正殺手級(jí)的產(chǎn)品,許多曾經(jīng)被看好的產(chǎn)品和模式都銷聲匿跡,整個(gè)市場(chǎng)都沒(méi)有發(fā)展起來(lái)。甚至對(duì)未來(lái)至關(guān)重要,也是英特爾最為重視的云計(jì)算,彼時(shí)的市場(chǎng)也已經(jīng)基本結(jié)束了初期的廝殺,亞馬遜、微軟、谷歌、阿里云、IBM等已經(jīng)在市場(chǎng)站穩(wěn)腳跟。英特爾要后來(lái)居上的機(jī)會(huì)已經(jīng)越來(lái)越小。
2016年伴隨著AlphaGo的橫空出世,人工智能突然熱了起來(lái),這讓大家本來(lái)在臺(tái)面下默默進(jìn)行的AI硬件競(jìng)爭(zhēng)突然提升到了一個(gè)新的高度。眼睜睜的看著老對(duì)手NVIDIA由于本身就專注于優(yōu)化GPU擅長(zhǎng)的并行計(jì)算而借著這股東風(fēng)混的風(fēng)生水起。英特爾怎么甘心放過(guò)這個(gè)市場(chǎng)呢?更何況,由于目前極火的深度學(xué)習(xí)需要非常大的數(shù)據(jù)和計(jì)算量,本身就可以是云計(jì)算的重要服務(wù)對(duì)象之一。并且目前在深度學(xué)習(xí)市場(chǎng)FPGA尚未成氣候,谷歌這樣的超級(jí)大廠又喜歡自己研發(fā)專用芯片。因此可以說(shuō)對(duì)于深度學(xué)習(xí)芯片來(lái)說(shuō),個(gè)人開(kāi)發(fā)者及中小型企業(yè)內(nèi)還有相當(dāng)大的市場(chǎng)。這個(gè)市場(chǎng)內(nèi)目前幾乎只有NVIDIA一家成了氣候的公司,英特爾想要強(qiáng)勢(shì)進(jìn)入未必沒(méi)有機(jī)會(huì)。甚至即使英特爾最終無(wú)法超越NVIDIA,也能對(duì)后來(lái)者形成優(yōu)勢(shì),穩(wěn)坐老二。當(dāng)然對(duì)于英特爾來(lái)說(shuō),他們肯定不會(huì)甘愿做老二,而一定是奔著老大的位置去的。
英特爾到底有沒(méi)有機(jī)會(huì)絕地反擊,在人工智能、深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域重新奪回PC時(shí)代的領(lǐng)導(dǎo)者地位呢?我們認(rèn)為英特爾其實(shí)還真不是一點(diǎn)機(jī)會(huì)都沒(méi)有,盡管NVIDIA目前依靠著多年發(fā)展起來(lái)的GPU性能和配套的軟件優(yōu)化看似占盡了天時(shí)地利。但這其中,確實(shí)有著英特爾翻身的可能。
押注FPGA
去年6月,英特爾用史無(wú)前例的167億美元巨款收購(gòu)了著名的FPGA廠商Altera,當(dāng)時(shí)業(yè)內(nèi)對(duì)于英特爾此舉的解讀主要集中在服務(wù)器市場(chǎng)、物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的布局上,英特爾自己對(duì)收購(gòu)的解釋也沒(méi)有明確提到機(jī)器學(xué)習(xí)。但現(xiàn)在看來(lái),或許這筆收購(gòu)有相當(dāng)程度是因?yàn)橛⑻貭栆庾R(shí)到了它在人工智能領(lǐng)域同樣具有的潛力。
不管當(dāng)時(shí)如何,至少現(xiàn)在英特爾肯定完全意識(shí)到了這筆收購(gòu)在人工智能上帶來(lái)的價(jià)值了,F(xiàn)PGA對(duì)GPU的潛力在于其計(jì)算速度與GPU不相上下,卻在成本和功耗上對(duì)GPU有著顯著優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然,劣勢(shì)也有,這點(diǎn)我們最后再提,但是,F(xiàn)PGA的潛力是非常明顯的。作為一個(gè)想要推向市場(chǎng)的商品來(lái)說(shuō),F(xiàn)PGA最需要克服,也是最容易克服的問(wèn)題是普及程度——大部分PC都配有或高端或低端的獨(dú)立GPU,對(duì)于個(gè)人進(jìn)行的中小規(guī)模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)和訓(xùn)練來(lái)說(shuō),其實(shí)它們的性能已經(jīng)基本足夠。而FPGA卻不是在電腦里能找得到的東西,而多見(jiàn)于各種冰箱、電視等電器設(shè)備及實(shí)驗(yàn)室中,因此想要搞到一塊能用來(lái)開(kāi)發(fā)深度學(xué)習(xí)的FPGA其實(shí)還挺麻煩的??梢韵胂?,這也是英特爾將會(huì)著力解決的問(wèn)題之一。
圖片來(lái)源,EETimes
集成顯卡——未被開(kāi)發(fā)的處女地
可能有些人沒(méi)意識(shí)到,其實(shí)英特爾在顯卡的設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域也有很強(qiáng)的能力,它甚至是全球最大的GPU生產(chǎn)商,因?yàn)槟壳笆忻嫔系暮芏嗟投穗娔X和超極本都沒(méi)有配備獨(dú)顯,但幾乎每一塊英特爾的CPU中都有集成顯卡,英特爾最初的意思是讓這塊集顯幫忙進(jìn)行日常的圖形運(yùn)算,讓不需要運(yùn)行高性能程序的使用者能用極低的成本得到一臺(tái)能夠使用的電腦。不過(guò)這幾年集成顯卡的性能以及越來(lái)越強(qiáng),甚至已經(jīng)達(dá)到了可以運(yùn)行許多中型游戲的程度。Iris Pro Graphics 6200的理論性能甚至已經(jīng)達(dá)到了中端獨(dú)顯的水平。但目前仍然沒(méi)有人會(huì)用集顯去做哪怕較小規(guī)模的深度學(xué)習(xí),因?yàn)檫€是慢,但它們的計(jì)算能力明明就差別不大了,為什么速度還會(huì)差的這么大呢?接下來(lái)要談到的就是我們想說(shuō)的重點(diǎn)了:
軟件!軟件!軟件!
現(xiàn)在的IT領(lǐng)域有一個(gè)很奇怪的現(xiàn)象,好多人一邊說(shuō)性能過(guò)剩了啊,一邊看著自己手里的手機(jī)和電腦越來(lái)越卡,其實(shí)說(shuō)到底這就是軟件優(yōu)化的問(wèn)題。在同樣的計(jì)算能力下,軟件優(yōu)化好的那一方能得到高得多的性能。GPU經(jīng)過(guò)了NVIDIA這么多年的耕耘,已經(jīng)有了相當(dāng)完善的一套深度學(xué)習(xí)軟件支持。NVIDIA的GPU對(duì)主流的深度學(xué)習(xí)平臺(tái),如Caffe、Theano、Torch等都有著極好的優(yōu)化和兼容,還有自家的CuDA。而對(duì)于FPGA的優(yōu)化就少了很多,因此現(xiàn)在基于FPGA的開(kāi)發(fā)難度其實(shí)也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于GPU的,這也是前面提到的另一點(diǎn)FPGA的缺陷。
英特爾并不是一家軟件公司,提到英特爾和軟件,大家想起的最多的恐怕是它制造的各種硬件的驅(qū)動(dòng)程序。但AI從來(lái)不是一個(gè)簡(jiǎn)單的事。如果想要在這個(gè)領(lǐng)域打出一片天,只管硬件是必然不行的。事實(shí)上,英特爾已經(jīng)開(kāi)始顯現(xiàn)出自己在軟件和算法上的努力,上周,英特爾中國(guó)宣布了自己在深度學(xué)習(xí)算法的一項(xiàng)創(chuàng)新:“動(dòng)態(tài)外科手術(shù)”算法。這說(shuō)明英特爾已經(jīng)開(kāi)始在算法理論上刻苦鉆研。能在這個(gè)領(lǐng)域做出創(chuàng)新,說(shuō)明英特爾已經(jīng)對(duì)其算法有了深刻的理解了,相信下一步就是將這些理解用在將來(lái)深度學(xué)習(xí)芯片的優(yōu)化上。
其實(shí)英特爾在不停與NVIDIA正面對(duì)剛的時(shí)候,還在試圖告訴大家一件事:
其實(shí)GPU對(duì)深度學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)并沒(méi)有那么重要。
很多人,包括我自己在第一次聽(tīng)到這個(gè)觀點(diǎn)的時(shí)候,可能都是一臉WTF的表情。但是從某個(gè)角度思考來(lái)看,或許英特爾說(shuō)的真的有道理。確實(shí),當(dāng)我們提起同人工智能有關(guān)的硬件的時(shí)候,更多想起的會(huì)是高大的服務(wù)器機(jī)架和上面不停閃爍的指示燈,至少也是排成一排的TitanX和主板另一端的至強(qiáng)CPU,但非人工智能專業(yè)的人其實(shí)很少有人意識(shí)到,人工智能的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用其實(shí)分為好幾個(gè)階段,其中只有“算法訓(xùn)練”這一個(gè)階段是對(duì)強(qiáng)運(yùn)算能力有著真真切切的需求的,從數(shù)據(jù)篩選、到算法開(kāi)發(fā)、效果檢驗(yàn),甚至最終算法的應(yīng)用都不需要太強(qiáng)的運(yùn)算能力。
當(dāng)然,一個(gè)好的項(xiàng)目中,算法訓(xùn)練應(yīng)該是貫穿于整個(gè)應(yīng)用過(guò)程中的,但是這也就意味著,擁有超強(qiáng)的計(jì)算能力并不是一塊用于人工智能領(lǐng)域的芯片所需要的唯一特征。
而這就是英特爾最大的底氣來(lái)源了,它對(duì)人工智能的理解其實(shí)絲毫不弱于NVIDIA,并且很清楚的知道自己擅長(zhǎng)什么,可以去攻占哪里。讓我們?cè)倩剡^(guò)頭去,仔細(xì)看看英特爾CEO科再奇在博客中提到的英特爾轉(zhuǎn)型后打算重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)其中有兩點(diǎn)尤為關(guān)鍵:
一:物聯(lián)網(wǎng)中“物”的不同形態(tài):物聯(lián)網(wǎng)中的幾乎所有設(shè)備幾乎都有兩個(gè)明顯的特征:體積小,且依靠電池驅(qū)動(dòng)。對(duì)于這些設(shè)備來(lái)說(shuō)GPU的體積和功耗顯然都太大了,而FPGA和專用處理芯片則適合這些設(shè)備的多。這是英特爾的第一點(diǎn)機(jī)會(huì)。
對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來(lái)說(shuō),這樣體積的主板算大的了,但很顯然即使這樣一塊板子上面也是不可能塞下一塊GPU的,更不用說(shuō)耗電了
二:連接性,前面提到在一個(gè)好的項(xiàng)目中,算法的訓(xùn)練應(yīng)該是貫穿整個(gè)應(yīng)用過(guò)程的,這樣可以隨時(shí)為消費(fèi)者提供最好體驗(yàn)的服務(wù)。但是如果要將所有算法都集中于本地訓(xùn)練,不僅會(huì)面臨計(jì)算瓶頸的問(wèn)題,也容易面臨從單個(gè)用戶處收集到的數(shù)據(jù)量太少的尷尬。我們暫時(shí)不考慮很久以后可能出現(xiàn)的基于小樣本的無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)的AI(那其實(shí)已經(jīng)跟人差不多了),在目前AI的發(fā)展?fàn)顩r下,將所有數(shù)據(jù)集中于云端進(jìn)行計(jì)算顯然是更理性且有效的做法。而這就對(duì)通信提出了極高的要求,而英特爾恰巧在這個(gè)領(lǐng)域有著相當(dāng)多的積累!雖然英特爾的通信部門(mén)連年虧損,但在現(xiàn)在的形勢(shì)下,它卻意外地有了新的價(jià)值與潛力。
以上兩個(gè)業(yè)務(wù)都是NVIDIA從來(lái)沒(méi)能進(jìn)入過(guò)的領(lǐng)域,而它們同樣是目前AI需要的。英特爾發(fā)現(xiàn)了這些領(lǐng)域,雖然這并不意味著它能在這些領(lǐng)域做好并獲得成功,但這確實(shí)給了英特爾向NVIDIA和一眾競(jìng)爭(zhēng)者叫板的信心。而它現(xiàn)在的動(dòng)作除了直接的競(jìng)爭(zhēng),也是為了告訴大家:我們?cè)谌斯ぶ悄茴I(lǐng)域從來(lái)不虛NVIDIA,走著瞧!
英特爾確實(shí)面臨著前所未有的挑戰(zhàn),但這其中并非沒(méi)有機(jī)會(huì)。幸運(yùn)的是,英特爾看到了機(jī)會(huì),并且開(kāi)始努力追趕這些領(lǐng)域中先行者的腳步。移動(dòng)浪潮的來(lái)臨曾讓很多傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)大廠面臨艱難的局面,但它們中堅(jiān)定的進(jìn)行了轉(zhuǎn)型的那些,今天大多數(shù)到底是活了下來(lái),有些甚至還過(guò)得不錯(cuò)。英特爾也是它們中的一員,它曾經(jīng)是計(jì)算機(jī)行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),而現(xiàn)在,英特爾的CEO科再奇也表示過(guò)希望英特爾能繼續(xù)利用摩爾定律的價(jià)值,帶領(lǐng)行業(yè)向前推進(jìn)。目前的形勢(shì)不容樂(lè)觀,但一旦找到了正確的道路,英特爾或許仍有機(jī)會(huì)將局面完全扭轉(zhuǎn)。
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