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阿里巴巴为什么要做芯片?官方答复来了

“阿里巴巴的第一颗自研芯片”“全球性能最强的AI芯片”……含光800刚问世,就顶着各种光鲜的头衔。

但芯片不同于终端消费产品,不能“拿来就用”“一看就懂”。而且一段时间以来,不同企业均发布了自己的芯片且其中不少都有“业界第一”“性能最佳”等称号。这是因为在人工智能领域,算力是基础保障。要提升计算效率,芯片需要根据场景来实现更多的差异化设计。含光800就是基于人工智能视觉场景而研发的一款芯片,在帮助人工智能“看得清”“看得准”“反应快”上,它可发挥独特的作用。

关于含光800以及阿里巴巴的芯片研发计划,解放日报·上观新闻记者整理了相关问题,并得到阿里巴巴的官方答复。

Q:含光800的核心优势是什么?能为企业带来什么价值?

A:在人工智能视觉场景中,含光800可以提供全球最强的算力。

阿里巴巴是全球最大的人工智能应用者之一,丰富的场景为研发人工智能芯片提供了绝佳平台,这是旗下芯片公司平头哥的天然优势。依托阿里巴巴集团丰富的应用场景,平头哥早期就针对场景做了大量优化,因此实现了含光800在性能上的突破。

而且,研发含光800不仅是为了满足阿里巴巴集团内部场景的需求,也会通过阿里云对外输出,帮助企业用更低的成本获取高性能算力,加速业务创新。例如,对于受限于算力瓶颈的企业而言,含光800可以更高效地运行更复杂、更先进的。

Q:能否通俗解释下含光800是如何加速人工智能计算的?

A:顾名思义,神经网络处理器(NPU)就是专门处理深度神经网络算法的芯片,深度神经网络就是一种模仿生物神经网络结构特点的计算机算法,最基本的特征就是模仿大脑神经元之间传递模式,并对输入的信息进行快速处理。

传统通用处理器基于冯诺依曼结构,其存储和运算处理是分离的;如果处理深度神经网络,需要大量读写运行操作,会受到带宽限制,因此效率较低。

而以含光800为代表的神经网络芯片,根据神经网络推理运算特征,设计特定的硬件神经元、高速连接的存储结构以及专用指令集,对内存和计算单元实现高效组织管理,实现单条指令完成多个操作,提高计算效率和内存访问效率。

Q:含光800是阿里巴巴的芯片公司平头哥研发的,平头哥主要做哪些工作?

A:过去一年,平头哥团队在不断探索芯片与场景的融合。阿里巴巴拥有丰富的人工智能应用场景,图像视频分析、搜索、推荐这些业务场景都需要AI专用芯片提供算力,而图像、视频对算力的需求量最大。所以,就有了专注于人工智能视觉的含光800。

人工智能的应用场景很丰富,所以平头哥也针对场景深度定制了芯片的软硬件,例如自研了架构、软件编译器、框架、工具链等。这为后期开发其他芯片产品打下了基础。

值得注意的是,平头哥用最短的时间完成了含光800芯片的设计、流片整个过程,7个月完成前端设计,之后仅用3个月就成功流片。这说明平头哥构建的芯片软硬件技术栈发挥了作用。

未来,平头哥还会推出更多形态的人工智能芯片,在终端、云数据中心都会有更大规模的部署和应用。

Q:我们注意到,含光800是一款集合算法和芯片架构的产品,可以说创新了算法和芯片架构的协同。平头哥是如何考虑这一设计的?

A:事实上,平头哥研发芯片并非从零开始,而是基于阿里达摩院的算法以及阿里巴巴集团硬件基础设施多年技术沉淀。

由于人工智能芯片的差异化设计主要体现在硬件架构和软件算法上,二者需要高度适配才能发挥芯片的最大价值。从目前来看,传统CPU、GPU在深度学习推理任务上并没有完全发挥硬件能力,例如GPU架构主要针对图像处理设计,其硬件结构、软件生态几乎固化,因此对AI任务很难有深度优化。

含光800性能的突破得益于软硬件的协同创新。芯片架构方面,含光800采用创新的架构,针对深度学习中使用的大量权重参数和张量数据,在支持稀疏压缩与量化处理的基础上,通过独特设计的数据访存与流水线处理技术,大大减低了I/O需求和数据的搬移。NPU同时深度优化了卷积、矩阵乘、向量计算和各种激活函数,通过高有效的硬件资源调度和全并行的数据流处理,把AI运算的性能和能效双双推向极致。

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