行业互联网|为智能社会造“芯”他们填补了国内芯片业的这项空白
随着智能技术的飞速发展 ， 决定算力能力的芯片在人工智能时代的核心作用愈发重要 。
日前 ， 位于张江浦东软件园的上海天数智芯半导体有限公司宣布 ， 他们为云端市场打造的一款名为Big Island（简称BI）的芯片已进入流片程序 ， 目前正由合作伙伴进行相关测试 。 按照计划 ， 这款芯片将在今年实现批量生产 ， 2021年初商业化投向市场 。 值得关注的是 ， 这将是国内首款自研的高性能云端7纳米GPGPU芯片 ， 可广泛应用于人工智能训练和超级计算等场景 。
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GPGPU芯片 智能社会的“大心脏”
纵观整个IT系统 ， 从CPU、操作系统、办公套件、整机到服务器 ， 中国都已经初步具有一些商用化的可替代产品 ， 唯独在GPGPU领域 ， 目前还是一片空白 。
GPGPU全称为通用图形处理器 ， 与CPU（中央处理器）相比 ， GPGPU具有并行处理能力强、计算能效比高的特点 ， 并且有很大的存储带宽 。 因此 ， 在解决人工智能（机器学习）模型训练与推理、高性能计算等大数据流应用方面 ， GPGPU比CPU效率更高 。
人工智能模型训练与推理在我们的日常生活中随处可见 。 例如 ， 安防领域的视频分析 ， 媒体领域的内容生产、审核和字幕生成 ， 电商领域的个性化推荐等等 。 高性能计算则是国之重器 ， 计算机学科中的“明珠” ， 广泛应用于勘探、天气、海洋、气候变化、核能、发动机、航空航天等领域 。
GPGPU芯片还可用于边缘云端 。 比如 ， 智能工厂在生产过程中并不需要把所有的数据都传输到云端 ， 如果都传输上去的话工作量会很大 ， 这时就需要建设一个小型的“数据中心”——边缘云端；再比如 ， 未来的高速公路上 ， 当无人驾驶汽车开过时 ， 高速公路的边缘端就需要进行不断地高速计算 。 天智数芯董事长蔡全根向采访人员介绍 ， 随着数字经济进一步推进 ， 特别是5G新基建领域的发展 ， 智能工厂、无人驾驶、智慧城市、智慧安防等对GPGPU的应用会越来越多 。
【行业互联网|为智能社会造“芯”他们填补了国内芯片业的这项空白】芯片国产化 顺应时代需求
GPGPU应用场景的增多带动了广阔的市场前景 。 根据有关数据预测 ， 到2025年 ， 中国GPGPU芯片板卡的市场规模将达到458亿元 ， 是2019年86亿元的5倍多 ， 年复合增长率高达32% 。
然而 ， 与迅速增长的市场需求相比 ， GPGPU的供应并没有得到很好地满足 。 全球GPGPU市场供应目前处于美国英伟达公司一家独大的局面 ， 价格昂贵 ， 产品种类单一 。 以中国的云端人工智能训练芯片市场为例 ， 英伟达所占的市场份额就达到了90% 。
尽管英伟达的技术水准很高 ， 但从客户的角度来讲 ， 还是需要更多的选择 。 例如在2017年 ， 因为人工智能训练和数字货币挖矿的需求猛增 ， GPGPU供不应求 ， 价格高涨 ， 一部分用户尝试将原本用作独立显卡的消费级GPGPU替代用于数据中心 ， 但是被供应商在软件驱动上禁用 ， 当时引起一阵热议 。
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从国家的供应链安全角度 ， 国产GPGPU芯片也格外具有现实意义 。 为此天数智芯从研发之初就十分注重搭建每个环节的技术架构 ， 目前的GPGPU芯片已实现了完全自主可控的核心技术 ， 核心软硬件产品已具备专利或正在申请专利 ， 可以不受供应链影响、不断实现迭代升级 。
面对强者 他们如何突围
7纳米的制作工艺 ， 代表了当前世界GPGPU芯片第一梯队的技术水平 。
要知道 ， 在天数智芯2018年开始研发7纳米GPGPU芯片时 ， 英伟达也只做到了12纳米 。 “如果不超前设计 ， 等两年后我们的产品出来就落后了 。 ”公司首席科学家郑金山拥有20多年芯片设计经验 ， 他深知 ， 芯片设计如果一开始没有想好 ， 以后再推倒重来的成本就太高了 ， 尤其是做高端芯片 。
在天数智芯的人员构成中 ， 公司研发团队约占总员工的85% ， 这个“最强大脑“团队既有一批行业经验超过20年的世界级技术专家 ， 也有一大批高执行力5-15年业界经验的技术精英 ， 在美国硅谷还有10名左右的行业专家 。 更重要的是 ， 在这里大家都有一个共同的愿望：要为中国的半导体产业发展做出一份贡献 。
为了让客户能“顺滑“轻松地切换到国产的GPGPU平台上 ， 天数智芯从设计思路源头就强调以自己的技术 ， 从软硬两方面合理合法地实现对主流GPGPU生态的兼容 ， 支持通用API ， 帮助客户和IT人员降低平台迁移成本 。 此外 ， 团队在芯片设计初始即采取了聚焦通用计算的GPGPU设计战略 ， 在芯片中去除掉了图像渲染功能 ， 使得芯片整体尺寸更小 ， 实现了比国际领导厂商的对标产品更优的性能、更低的成本 。
集成电路和芯片是一项生态交织联动极深的高精尖产业 ， 对此 ， 开发者们保持着清醒的认识：中国的差距应该是整个生态系统建设能力的差距 ， 路只能一步一步走 。 因此 ， 天数智芯注意从现在就开始进行国产GPGPU芯片的生态培养 。
“长远发展来看 ， 我们会在社会上继续寻找年轻的优秀人才 ， 建立一个人才梯队 。 另一方面 ， 我们会与大学和研究机构进行合作 ， 天数智芯也希望成为他们的人才实习基地 。 ”蔡全根表示 ， 芯片行业既是技术密集型 ， 又是资本密集型 ， “我们欢迎有共同发展理念的机构 ， 无论政府还是民间 ， 能够多多参与到我们的发展进程中来 。 ”
（光明日报全媒体采访人员任鹏）
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