人工智能

英特尔六大创新引擎贯穿云到端,赋能智联世界

作者:来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2019-01-31 16:29我要评论

5G、人工智能、自动驾驶、数据中心、PC……多元化的应用场景让计算格局和计算需求在过去十年间发生了重大变化,使得数据的产生速度远远超出了我们分析、理解和帮助保护这些数据的能力。面向未来五年,甚至有人尝试做出了这样一个大胆的工程愿景:那就是在10毫秒内,向世界上每个人提供每秒万万亿次浮点运算的计算能力和10PB数据。

这听起来不但有点疯狂,恐怕还难以做到。但在英特尔公司处理器核心与视觉计算高级副总裁Raja Koduri看来,当面对一个价值3000亿美元且对计算需求不断增长的潜在市场规模时,如果不能够以前所未有的方式来寻求改变、重塑和扩展自己和客户,那么接下来的十年以及更远的未来,我们将没有资格谈论产品和战略,更无法引领全新的计算时代。

“莫为历史所羁绊,放手而为创绚烂。”

这是英特尔创始人之一罗伯特·诺伊斯曾说过一句名言,50年来也始终激励和提醒着英特尔员工,要始终保持科技创新的激情,不能躺在过去的功劳簿上踟蹰不前。

作为全球唯一一家能够提供端到端全面解决方案的企业,英特尔这些年不断增大研发投入,覆盖数据中心、云、网络和边缘计算的关键创新,将更多的创新力投入到新的技术当中,并通过收购完成对业务版图的布局,这些动作都使得英特尔的5G、AI、自动驾驶相关业务能力迅速增长,帮助英特尔保持和延续着推动产业创新的强大驱动力。

而为了更好的迈向多元化计算时代,英特尔在不久之前的架构日活动上发出了自己的“宣言书”——即重新定义了在设计与工程方面的六大战略支柱,即制程、架构、内存、超微互连、安全和软件。这种转变整合了一系列基础构建模块,包含英特尔公司领先的技术和IP组合,旨在让英特尔加快创新步伐。

展开来理解,就是英特尔希望保持领先的制程工艺,进而建构领先的产品。通过先进的封装和系统集成技术把多样化的架构组合部署到CPU、GPU、加速器和FPGA芯片中。持续关注和重视大容量、高速存储技术。在关注通信技术的时候要大到面向5G基础设施的无线连接,小到芯片级封装和裸片互连。确保使用英特尔的各种组件,可以建立更加可靠的安全策略。格外注重软件对硬件架构的性能提升潜力。

“我们现在正把这个模式运用于英特尔的整个工程部门,落实在即将在今年和未来推出的全新创新产品与技术规划中。不管是通过‘Foveros’逻辑堆叠实现的先进封装创新,还是面向软件开发者的‘One API’方案,这六大技术支柱将是我们驱动所需产品创新以实现这一目标的关键推动力。”Raja Koduri说,未来,消费者或企业客户不再拥有可以只通过直接的标量架构就能解决的简单应用。相反,异军突起的图形处理器、人工智能加速器、图像处理器、FPGA等“额外架构”正在快速解决棘手问题。

因此,不难看出,英特尔的战略将是在传统积累的Core架构和Tick-Tock策略优势下,通过高速互连和新的软件开发模式对计算和架构进行重新整合,为开发者简化API,从而释放出更高的性能和效率。

面向下一代的计算

如果说架构日上推出的是“宣言书”,那么在紧随其后的CES 2019上,英特尔则向外界详细“解读”了此书。

按照英特尔公司高级副总裁兼客户端计算事业部总经理Gregory Bryant的说法,人们正在进入一个被称之为“以数据为中心”的新计算时代,计算、存储、数据传输以及人工智能或机器学习之类的技术,会让人类的生活发生翻天覆地的变化。因此,对整个计算系统单一片面的优化是不够的,只有将CPU、GPU、AI加速器、通信系统、高速存储等部分有机的结合到一起,实现全面优化,才是未来的竞争基石。

●5G:标准、设备、基站步步递进

5G是计算和通信的真正融合,从很多方面拉近了计算和数据的距离,它不仅会连接数十亿人,更会把数百亿的设备连接起来,使我们能在产生或使用数据的地方进行计算,从而逐渐演变为一个高性能计算问题。

架构、通用工具链和丰富生态系统的一致性,是英特尔在5G市场上的优势,即不受特定架构实现模式的限制,只根据能源成本或资源需求来确定工作负载的最佳运行位置。作为拥有端到端全面解决方案的5G行业先行者,英特尔目前正与300+行业合作伙伴、30+电信业务提供商、126+Network学院会员、40+边缘计算会员、开源社区和标准化组织并肩,一道更好地建设5G,实现共赢。

2018年,平昌冬奥会在英特尔技术支持下,成为历史上首次提供大规模5G网络的全球赛事。在设备端,2018年11月公布的XMM 8160多模调制解调器(基带)一经亮相就被打上了对飙高通顶尖产品的标签。XMM 8160支持LTE和5G双连接,峰值速度达到6Gbps,是目前用于iPhone XS的XMM 7560 LTE基带性能的6倍,支持5G网络短缺的情况下向下兼容4G网络,同时也提供最新的毫米波(mmWave)频段支持。

而在CES 2019上,针对5G无线基站的10nm芯片Snow Ridge令人印象深刻。因为这不仅仅是一款产品,更重要的是,这宣告了英特尔已经实现了从5G标准制定,到支持5G移动端设备、5G无线基站,再到5G数据互连互通测试的全产业链覆盖。研究表明,在未来,创建的所有数据中有45%会在边缘进行处理,而不会回传到集中式数据中心。一旦拥有5G支持下的边缘计算能力,将为内置的人工智能平台创造大量机会。

●AI:手握解决数据洪流难题的金钥匙

5G商用在即,另一项发展的如火如荼的技术则是人工智能,它们将分别建立起自己的庞大产业圈,带来巨大的经济和社会效应。以数据为纽带,AI、5G两场革命即将历史性地交汇,通过AIx5G产生聚变效应。而专注工具、硬件和社区,是英特尔在人工智能领域布局的核心思路。

目前,英特尔开放给开发者的工具软件包括MKL-DNN、nGraph、BigDL和OpenVINO。英特尔方面提供的数据显示,如果把OpenVINO和视觉加速器分别应用在Movidius和Arria10 FPGA上时,8个Myriad X VPU和Nvidia P4相比性能提升超过3倍,2个Myriad X VPU和Nvidia Tegra X2相比提升超过1.2倍,Arria 10 FPGA和Nvidia P4相比提升超过1.9倍。

“多架构的硬件方案才能赋能AI”。作为英特尔人工智能战略的基础,英特尔在2018年11月举行的英特尔人工智能大会上就发布了英特尔神经计算棒二代(英特尔NCS 2),利用该计算棒可以在网络边缘构建更智能的AI算法和计算机视觉原型设备。NCS 2基于英特尔Movidius Myriad X视觉处理单元(VPU),并得到OpenVINO工具包的支持,与上一代神经计算棒相比性能更优,能够以可负担的成本,加快深度神经网络推理应用的开发。

在CES 2019上推出的Nervana神经网络推理处理器(NNP-I)有望于今年量产,旨在帮助那些有高负载需求的企业加快推理速度,Facebook便是英特尔NNP-I开发合作伙伴之一;此外,英特尔还有望于今年晚些时候推出一款研发代号为“Spring Crest”的神经网络训练处理器。而计划于今年推出的至强可扩展处理器Cascade Lake,将支持英特尔傲腾数据中心级持久内存以及全新的AI功能—英特尔DL Boost。这种人工智能加速技术将加速深度学习推理工作负载,图像识别能力相比当前产品得到大幅提升。

边缘上的AI,最大的机会就是视觉—机器视觉、视频监控、医疗影像等等。数据显示,到2025年,超过一半的人工智能软件收入将来自视觉。在英特尔众多合作伙伴中,百度、阿里云和汇医慧影展示了如何利用OpenVINO+智能摄像头的货运卡车监控解决方案、将铝合金压铸厂的缺陷检测精度提升5倍的机械臂与视觉系统、以及囊括了早期筛查、中间诊断、治疗方案选取以及愈后判断的人工智能乳腺癌全周期理疗一体机。而将AI首次应用于长城数字化修缮和吉林东北虎保护,则更令人印象深刻。

针对密集型负载的AI环境,英特尔还提供至强、FPGA、AI DevCloud开发平台等一系列综合的解决方案。通过针对不同的场景配合使用,能够带来灵活高效的最终效果。这其实很大程度上得益于英特尔技术的整合能力以及平台的统一性,是综合实力的体现。可以说在未来科技上面的竞争,很大程度上要看技术的整合能力和统一性是否便于开发,是否有利于优化,是否可以快速实现从开发到商用的全过程。

● 数据中心与服务器:计算和存储是重中之重

英特尔至强家族处理器在英特尔的产品线当中一直拥有重要地位,可为各类关键型业务提供云计算、实时分析、处理以及大数据处理。目前英特尔的至强产品包含了用于空间和功耗受限环境的至强D系列、应用于主流工作站的至强W系列以及应用于入门级服务器以及个人工作站的至强E系列。在此基础上,为了更好地满足灵活扩展的部署要求,英特尔也推出了至强可扩展处理器系列,通过铂金、金、银、铜区分4个产品等级,对于用户选择来说有着清晰的产品划分,帮助用户达成个性化服务器平台。在2019CES上面,英特尔在原有产品线构成基础上带来了基于10纳米制程工艺的英特尔®至强®可扩展处理器,进一步提升英特尔数据中心的价值和竞争力。

存储对于数据来说,就好像是车库对于跑车。数据有了5G网络宽阔大道可以高速飞驰,有了AI技术和至强处理器就仿佛有了车技精湛的驾驶员。但是如果存储这道车库的大门开关起来非常耽误时间,那么即使是再快的跑车、再优秀的司机也会因为进出车库而消耗掉巨大的等待时间。数据洪流下,改善存储延迟,降低“存储墙”效应实际上是摆在眼前的现实问题。

●自动驾驶:最具潜力的业务增长点

2017年,英特尔正式斥资153亿美元收购自动驾驶领域领导企业Mobileye,成立于1999年的Mobileye有着丰富的自动驾驶技术储备和完善的产品解决方案,占有自动驾驶市场超过70%的份额。

在收购Mobileye之后,英特尔在自动驾驶领域经历了一个快速的成长过程,单单是在CES 2019期间,Mobileye就与北京公交集团、北太智能、长城汽车、英国地形测量局等达成了新的合作,展现了Mobileye作为英特尔子公司在自动驾驶领域带来的持续的商业吸引力。英特尔方面提供的资料显示,在2018年中,英特尔从24个原始设备制造商和8个一级供应商中赢得了28项新设计,并推出了20个项目,其中,78款车型来自16个原始设备制造商和5个一级供应商,这些车型中有56款具有高级功能。

Mobileye的最新一代产品基于EyeQ5,已在CES 2019上面进行展示。它能够凭借位于挡风玻璃上的摄像头传感器及EyeQ处理系统实现前防撞警告、行人和自行车警告、车距监测警告、车道偏离警告以及道路标志识别等一系列功能。

安全性对自动驾驶而言至关重要,英特尔Mobileye提出了责任敏感安全模型(RSS),这是开放、透明地面向全行业提出的标准,为自动驾驶汽车决策过程提供可验证的安全保障。为了加速技术落地,在中国,英特尔与清华大学、中国科学院自动化研究所等合作开展多项研究。英特尔还加入了百度“Apollo计划”,并在国外与宝马、奥迪等国际大厂,在国内与蔚来汽车、长安汽车、一汽红旗以及东软、地平线等广泛的伙伴合作,携手重塑驾驶体验。这些合作就是技术的验证过程,发现问题就调整,发现能力不够就补强,通过不断验证找到正确的方向。

●PC:依然是重要的创新领域

PC市场中有很多细分市场,有些正在萎缩,有些正在增长。英特尔有意识地将重心放在四大业务增长的关键市场:首先是游戏细分市场,它正在以两位数的速度快速增长;其次是高端移动市场二合一和轻薄本,这些新的移动设备增长速度已达两位数;另外还有教育领域的各种各样搭载Windows和Chrome操作系统的新设备,这个细分市场也一直在显著增长;最后,得益于操作系统、软件应用程序和服务的进步,商用市场出现了一个巨大的反弹。

Gregory Bryant在接受媒体采访时表示,在“以数据为中心”的计算时代,一个PC平台想要打动人,它必须具备三个属性:首先,人们希望通过PC平台能够更加专注于手中的工作,能够做最重要的事情并做出贡献;其次,人们想要一个更具适应性的PC平台,可以进行调整,并且内置一些智能功能来帮助他们生活中的方方面面;第三,人们想要一个时刻就绪的PC平台,随时随地准备提供帮助。

作为引领PC行业发展的半导体巨头,每年英特尔都会在PC领域上带来令人兴奋的全新产品。CES 2019上,英特尔宣布追加6款第九代酷睿桌面级处理器产品,新产品与之前发布的i5-9600K、i7-9700K以及拥有高达5.0GHz频率的旗舰处理器i9-9900K共同组成了完整的英特尔消费级桌面处理器阵营,去留核芯显卡全新产品特性,也给DIY用户提供了更大自由度,更细化的产品选择空间。

与此同时,英特尔也正式进入10nm时代,宣布了面向移动PC平台的首款10nm处理器产品Ice Lake。它基于英特尔最新的Sunny Cove微架构,集成水平得到飞跃式提升。同时集成第11代核芯显卡,可提供1TFLOPS以上的浮点运算能力。Ice Lake还将首次集成Thunderbolt 3传输协议和最新的超高速Wi-Fi 6。通过这些特性改进我们不难看出,10nm的Ice Lake针对笔记本优化十分显著,尤其是第11代核显,单从集成的渲染单元数量和浮点运算性能上看,它至少可以比之前的核显提升1倍以上,对移动办公是个福音。

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基于10nm的Lakefield主板参考设计

另外,基于10nm的小型化Lakefield主板参考设计为OEM设计更便携的设备提供了参考依据,配合英特尔所提出的Project Athena计划,即集合专注、适应性、随时待命三大特性于一身的新型移动创意产品有望完成对超极本概念的全面超越,令高性能轻薄本能够从容应对新的计算时代需求,给用户带来令人惊叹的新体验。

挑战依旧

打造智联世界一直是英特尔的梦想。但对一个具备感知、决策和行动的自主决策系统来说,单一处理器已经“心有余而力不足”,只有通过异构计算,把CPU、GPU、FPGA和特定硬件加速融合到一起,利用边缘和云的能力增强自主系统,才能构造无缝的端到端通信计算能力。因此,对英特尔而言,六大支柱战略再次彰显野心,但必须最终转化以产品为核心,促进AI、5G、芯片、云计算价值链的每一个环节真正落地,才能实现从云、网、端多个方面为智联世界赋能。

摩尔定律自1965年被提出以来,在解决计算问题方面一直发挥着主导作用。但随着制程节点发展速度相较于过去几十年呈现出减缓的态势,摩尔定律的含义也不仅仅涉及晶体管,而是包括晶体管、架构研究、连接性提升、更快速的内存系统和软件的结合,共同推动其向前发展。所以尽管英特尔在CES上一口气公布了10nm在PC、服务器、全新封装技术以及5G应用方面的最新进展,像是围绕10nm制程打造完整生态系统,而非单纯力拼工艺本身。但面对竞争对手咄咄逼人的气势,如何尽快打消外界的顾虑,也是必须要思考之处。

另一方面,未来十年是几种不同生态的竞争。从完整度方面来看,英特尔的生态系统无疑是最完整的。但需要警惕的是,在英特尔所关注的各个细分领域,都存在着可以和英特尔掰掰手腕的头部公司,包括CPU领域的AMD,FPGA领域的赛灵思,移动计算领域的arm,ADAS和自动驾驶领域本来光靠收购Mobileye就还远远不够,况且还面临英伟达等公司的猛烈阻击,无论未来谁当英特尔的新任CEO,这些其实都是值得思考的问题。



责任编辑:陈曦
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