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亚马逊/谷歌自研芯片曝光,微美全息3D视觉方案向半导体领域升级

2020-08-05 15:00
来源: 粤讯

早期服务器业界传出微软(Microsoft)正积极网罗从高通(Qualcomm)出走的服务器芯片开发团队,藉由高通研发人才的加入,微软有意自行开发芯片的时程可望加速,然对于正面临超微(AMD)强力挑战的英特尔(Intel)而言,未来恐将产生冲击。

全球网络服务业者自行开发芯片已蔚为风潮,不仅是微软跃跃欲试,Google更是最早掀起此波芯片独立门户风潮,Google自行研发的TPU(Tensor Processing Units)已发展到第二代,根据Google测试显示,该芯片针对机器学习的训练时间,仅需要市面GPU的一半。此外,包括Facebook、亚马逊及阿里巴巴等网络服务业者,都表态将会自行开发芯片。

亚马逊/谷歌自研芯片曝光,微美全息3D视觉方案向半导体领域升级

对于网络服务厂商而言,人工智能(AI)应用相当多元化,为因应各种需求,考量目前各家芯片开发商方向迥异,加上英特尔等厂商长期掌控处理器芯片开发进程,过度倚赖的风险太大,促使网络服务业者企图透过自行开发芯片,借以挣脱或抗衡既有芯片供应商。

在互联网企业造芯的路上,谷歌跑在了最前面。早在2006年,谷歌就开始考虑在其数据中心部署 GPU或者 FPGA,或专用集成电路(ASIC),当时的结论是,能在专门的硬件上运行的应用并不多,使用谷歌大型数据中心的富余计算能力即可。

情况在2013年发生了转变,当时谷歌用户每天使用语音识别 DNN 语音搜索三分钟,使得谷歌数据中心的计算需求增加了一倍,而如果使用传统的 CPU 将非常昂贵。因此,谷歌启动了一项优先级别非常高的项目,快速生产一款定制芯片(ASIC)用于推理,并购买现成的 GPU用于训练。

谷歌的目标是将性价比提高 10 倍,为了完成这项任务,谷歌在其数据中心设计、验证、构建并部署了 TPU(张量处理器,Tensor Processing Unit),这一过程用了15个月。

可以明确,谷歌TPU的推出,主要还是因为市场上没有满足其需求的芯片,使得他们进入了自研芯片领域,并且,TPU作为云端推理芯片并不对外出售,而是通过谷歌云对外提供算力。

亚马逊的云服务业务AWS在其发布会AWS re:Invent上发布了两款新的云端服务器芯片,分别是高性能处理器芯片Graviton2和高性能机器学习加速芯片Inferentia。我们认为,亚马逊发布的这两款芯片对于云服务市场和半导体行业都有深远影响。

亚马逊的Graviton2处理器是亚马逊研发的第二代高性能云端处理器芯片。Graviton2基于ARM的高端Neoverse核,使用7nm半导体工艺制造,晶体管数量高达300亿,相比上一代芯片核心数增加了4倍,且处理器性能也大大提升。Graviton2处理器为云计算相关应用做了不少优化,首先是浮点运算能力较上一代有不少提升,此外在指令集上计入了对于机器学习推理应用的支持,以及在芯片上集成了亚马逊自研的数据编解码加速器。相比于基于x86处理器的解决方案,Graviton2处理器可以大大提升性能并降低成本,性能/成本比提升可达40%。在软件上,Grativon2处理器能兼容主流的开源Unix操作系统和Docker容器,这也从很大程度上解决了ARM服务器端处理器生态的问题。除了高性能处理器之外,亚马逊发布的另一款芯片是Inferentia,用于加速机器学习推理计算。

亚马逊大力投资自研云端服务器芯片意味着云端服务器芯片的市场格局发生变化,通用的CPU和GPU无法覆盖整个市场需求。从技术层面上来说,随着深度学习神经网络模型对于算力的需求快速提升,这意味着将催生高性能计算芯片市场较快发展。

供应链业者认为,网络服务业者自行开发芯片将是跨入硬件领域的一步棋,过去网络服务业者先以终端装置下手,因为该类型产品有擅长制造的中国厂商助阵,较容易入手且较快看到效果,但随着下游装置布局完成,持续往上游芯片领域布局已势在必行。

互联网带来显著性的改变,使信息搜寻储存更为容易,让大量的信息可实时透过计算机和互联网的连接而获取。使储存工具变得更有优势,使类似的储存设备迅速降低成本,同时将储存量大大增加。目前,磁学和光学设备亦用于满足这种需要。然而,现在一些能拥有更大储存量设备的需求亦大增。

这些未来的设备将使用全息技术。虽然这早在数十年前已开始,这低成本的程序和物料的发明,使技术重大的改善变得可行及可负担的。磁学和光学储存设备只会将信息储存在设备的表面层,但全息技术的储存设备可用尽整个储存设备的量,在同一数量空间,全息储存芯片只有几毫米厚可以储存比磁学和光学设备多出数百倍的信息。全息芯片的理论上限储存量每立方厘米大约为数十兆的字节 (1 兆位元组=1024 十亿位组)。

作为国内全息视觉AR的代表企业,微美全息(WIMI.US)专注于计算机视觉全息云服务。据介绍,微美全息覆盖从全息计算机视觉AI合成、全息视觉呈现、全息互动软件开发、全息AR线上及线下广告投放、全息ARSDK支付、5G全息通讯软件开发、全息人脸识别开发、全息AI换脸开发等全息AR技术的多个环节,是一家全息云综合技术方案提供商。其商业应用场景主要聚集在家用娱乐、光场影院、演艺系统、商业发布系统及广告展示系统等五大专业领域。

微美全息(WIMI.US)团队通过多年时间不断原创研发,已经打造出第三代6D光场全息技术产品,其仿真度体验可以用叹为观止来形容,让人刮目相看。而所谓6D,是指内容制作上采用向外3D拍摄和向内3D拍摄合成的方式,也就是VR小球多镜头摄像机拍摄加上我们全息AR大球向内拍摄。内360度加上外360度合成。制作出来的内容可以兼顾VR和AR都能使用。

微美全息采用的数字光场显示技术,使得显示界面本身具有深度和立体感,就需要完全真实地采集自然光线,然后再用数字光场显示技术进行还原。光场相机采集自然光线,记录包含光场全部信息的信号,光场显示器还原这种包含光场全部信息的图像,这种图像要么来自于光场相机的采集,要么就是通过计算机图形学技术进行光线模拟而产生的数字光场信号。通过特殊的光学显示结构(微投影阵列、微透镜阵列、微镜面阵列等具体的方案),将每一束光线按照预定的方向投射出来,去模拟真实的自然光。从而达到具有真实景深效果的虚拟图像。

据报道,微美全息宣布其香港子公司设立合资公司,开展半导体市场业务。本次微美全息设立合资公司的目的,一方面是全息3D视觉领域的半导体行业应用需求快速成长,目前该领域发展迅猛,并且市场潜力巨大,设立公司有助于拓宽半导体行业领域,快速整合市场资源;另一方面将协助公司全息3D视觉软件领域由应用层向下延伸到芯片领域,通过全息3D视觉软件方案软硬结合的战略方向,即向半导体领域战略衍生升级。

微美全息在全息3D视觉软件领域有着深厚的技术积累,拥有上百个相关专利和软件著作权,因此在相关的半导体业务方向拓展延伸,以及未来公司拟通过整合具有核心技术优势的IC设计企业,或者与目前拥有代理权强技术的芯片原厂成立技术研发合资公司,来实现向产业链上游的半导体研发设计、技术服务、销售等领域延伸。微美全息的目标是建立一个基于全息技术应用的商业生态系统。

从历史上看,每一轮电子产业创新周期均主要由通信代际升级驱动,历时5-8年。2017-18年为4G时代的稳定成熟期,而进入2019年,运营商加速投入5G网络建设,电子终端产品亦有望在运营商、品牌厂等推动下,迎来新一轮创新周期。

从商用阶段来看,5G网络标准先行,芯片其后,终端的研发测试最后。目前阶段,运营商、终端厂商、芯片厂商已经进入原型测试密集期,5G商用进入全方位冲刺阶段。

5G应用围绕四层体系展开,从终端智能化,到网络高效化,到信息数据化,最终与传统行业紧密融合、孕育基于5G的新兴信息产品和服务,重塑产业发展模式。终端、网络、数据的革新将驱动传统领域往智能化数据化的方向发展,实现万物互联。

汽车电子、通信电子、工业/医疗电子将是2020年和未来3年增长最快应用市场。汽车电子、VR/AR、物联网电子将是5G优先受益行业。

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