2017年中國(guó)人工智能異構(gòu)計(jì)算行業(yè)參數(shù)及特點(diǎn)分析【圖】

    當(dāng)前實(shí)現(xiàn)完整人工智能計(jì)算的方式為CPU+AI芯片的不同架構(gòu)芯片協(xié)同計(jì)算，即異構(gòu)計(jì)算，AI芯片也被稱為AI加速器或計(jì)算卡。異構(gòu)計(jì)算指的是采用不同架構(gòu)的處理器協(xié)同計(jì)算。人工智能芯片（CPU、ASIC、FPGA等）主要用來處理人工智能應(yīng)用中的大量計(jì)算任務(wù)（其大規(guī)模并行計(jì)算能力優(yōu)于CPU），其他非計(jì)算任務(wù)仍由CPU負(fù)責(zé)，因此AI芯片也被稱為AI加速器或計(jì)算卡。

CPU+AI芯片的異構(gòu)計(jì)算是AI計(jì)算的主要架構(gòu)

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    目前主要有3類芯片作為AI異構(gòu)計(jì)算的加速卡（AI芯片）：GPU（圖形處理器）、FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列）、ASIC（專用集成電路）。CPU與這三類芯片在AI任務(wù)中的特性對(duì)比見下表。

AI異構(gòu)計(jì)算中各芯片的特性對(duì)比

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    2000年以后，科學(xué)計(jì)算、數(shù)值分析、金融分析等高性能運(yùn)算（HPC）需求催生了CPU+GPU的異構(gòu)計(jì)算。高性能計(jì)算（HPC，HighPerformanceComputing）包括科學(xué)計(jì)算、數(shù)值分析、金融分析、密碼破解等，在2000年以后較快發(fā)展。HPC中需要的計(jì)算遠(yuǎn)多于其他邏輯指令，而GPU比CPU更加擅長(zhǎng)大規(guī)模浮點(diǎn)計(jì)算，因此GPU被用來代替CPU進(jìn)行通用計(jì)算。

GPU在高性能運(yùn)算方面的性能遠(yuǎn)超CPU

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    數(shù)據(jù)+計(jì)算力+算法逐步成熟，AI再次興起，CPU+GPU/FPGA/ASIC的異構(gòu)計(jì)算快速發(fā)展。

    英特爾預(yù)計(jì)，2016年到2020專注于AI的計(jì)算力或?qū)?huì)增加12倍。異構(gòu)計(jì)算作為AI計(jì)算的主要方式，發(fā)展空間大。

    GA1、GN4、GN5、GN5i都是阿里云中的實(shí)例（可以理解為具體的云計(jì)算產(chǎn)品），用戶可購買該實(shí)例（租賃該產(chǎn)品）用于深度學(xué)習(xí)和科學(xué)計(jì)算。GA1是阿里云采用AMDGPU的彈性計(jì)算GPU可視化實(shí)例（ECSGPU），于2017年初推出，更多側(cè)重于圖像處理和高性能計(jì)算（HPC）。GN4、GN5、GN5i采用NVIDIAGPU，適用于AI計(jì)算和科學(xué)計(jì)算，其中GN4、GN5均為上半年推出，GN5i為本次最新推出。

    下半年，阿里云還計(jì)劃推出搭載目前性能最強(qiáng)V100(Volta架構(gòu)，NVIDIAGPU的最新架構(gòu))的高性能GPU異構(gòu)實(shí)例。

GN4、GN5異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)參數(shù)和特點(diǎn)

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GN4、GN5、GN5i異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)采用的GPU參數(shù)和特點(diǎn)

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    2014年已有應(yīng)用AWSGPU進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的嘗試，阿里云的GPU實(shí)例GA1為2017年2月推出，隨后陸續(xù)發(fā)布了GN4、GN5等實(shí)例，發(fā)展迅速，預(yù)計(jì)將助力中國(guó)企業(yè)和院校在AI領(lǐng)域的研發(fā)和應(yīng)用。

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