2021年一月，上海天數(shù)智芯半導(dǎo)體有限公司（以下簡(jiǎn)稱：天數(shù)智芯）宣布，公司旗艦7nm工藝GPGPU云端訓(xùn)練芯片BI成功點(diǎn)亮，這是國(guó)內(nèi)第一款全自研、真正基于GPU架構(gòu)下的7nm工藝GPGPU訓(xùn)練芯片。

緊接著，2021年3月31日，天數(shù)智芯正式對(duì)外發(fā)布全自研高性能云端7nm芯片BI及產(chǎn)品卡，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)云端高性能GPGPU芯片從0到1的突破。在算力方面，天數(shù)智芯BI產(chǎn)品單芯每秒可進(jìn)行147萬(wàn)億次FP16計(jì)算（147TFLOPS@FP16）。

天數(shù)智芯在BI產(chǎn)品“點(diǎn)亮”時(shí)提到，BI產(chǎn)品的理論峰值性能達(dá)市場(chǎng)主流產(chǎn)品的2倍。一時(shí)間，國(guó)產(chǎn)GPGPU似乎已經(jīng)站在世界之巔。但天數(shù)智芯產(chǎn)品副總裁鄒翾在接受電子發(fā)燒友采訪時(shí)表示：“實(shí)測(cè)性能對(duì)用戶才是關(guān)鍵，目前國(guó)內(nèi)的軟件生態(tài)是短板，幾乎90%的AI應(yīng)用都基于國(guó)外的基礎(chǔ)軟件棧，如何在現(xiàn)有軟件生態(tài)上充分發(fā)揮芯片的計(jì)算力，提供優(yōu)秀的實(shí)測(cè)性能，這是國(guó)產(chǎn)GPGPU 發(fā)展的關(guān)鍵。”

減少客戶遷移的成本

軟件的重要性是毋庸置疑的，是發(fā)揮GPGPU硬件潛力的必要一環(huán)，讓抽象的算力資源能夠和具體應(yīng)用深度結(jié)合。目前，在GPGPU領(lǐng)域，無(wú)論是CUDA/OpenCL/TensorRT這些硬件加速平臺(tái)，還是TensorFlow/PyTorch等主流深度學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)框架，主導(dǎo)者都是國(guó)際廠商或機(jī)構(gòu)。鄒翾認(rèn)為：“自己的軟件平臺(tái)一定是需要的，但目前來(lái)說(shuō)，我們與國(guó)外主流廠商還有比較大的差距。而且不能單從某一顆芯片上去對(duì)比，還包括產(chǎn)品的覆蓋范圍、生態(tài)等方面。尤其是生態(tài)建設(shè)，這是國(guó)內(nèi)廠商必須要面對(duì)的問(wèn)題。”

他還說(shuō)到，國(guó)內(nèi)企業(yè)一定要敢于承認(rèn)這種差距，在解決這些問(wèn)題以后，國(guó)內(nèi)的運(yùn)算平臺(tái)才會(huì)有真正的用武之地。我們企業(yè)還是要圍繞怎么解決用戶需求去發(fā)展，在這個(gè)過(guò)程中不斷追趕并縮小這種差距。。

在天數(shù)智芯的系統(tǒng)軟件方案中有標(biāo)注，該公司除了提供高效的全棧式解決方案和全套SDK，也強(qiáng)調(diào)API兼容業(yè)界主流生態(tài)以及無(wú)痛遷移。“提供高效率的軟件結(jié)構(gòu)，最大限度降低已有客戶的開(kāi)發(fā)遷移成本，極大地影響著整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?！?鄒翾指出，“天數(shù)智芯在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)之初就關(guān)注到，客戶需要最大限度降低跨平臺(tái)的開(kāi)發(fā)成本。我們考慮到GPGPU產(chǎn)品架構(gòu)的通用兼容性，本著以客戶需求為出發(fā)點(diǎn)的原則，從實(shí)際角度為客戶實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)轉(zhuǎn)換的無(wú)痛遷移?！?br />

從云端走向更廣闊的場(chǎng)景

在天數(shù)智芯BI產(chǎn)品的介紹中我們看到，這款全自研通用計(jì)算GPGPU芯片聚焦于云端訓(xùn)練市場(chǎng)。長(zhǎng)期以來(lái)，云端訓(xùn)練市場(chǎng)被國(guó)際巨頭壟斷，不僅加速卡產(chǎn)品成本高，且生態(tài)較為封閉，制約了AI產(chǎn)品多元化發(fā)展和升級(jí)迭代。

鄒翾介紹說(shuō)，BI產(chǎn)品是國(guó)內(nèi)第一款全自研、真正基于通用GPU架構(gòu)的GPGPU云端高端訓(xùn)練芯片，以比同類產(chǎn)品更小的芯片面積 、更低的功耗，提供主流廠商實(shí)測(cè)接近的性能?？偨Y(jié)而言，BI產(chǎn)品有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：
a) 全自研IP核心；
b) GPGPU架構(gòu)，更具有通用性及靈活性；
c) 采用先進(jìn)的 7nm工藝制程，性能效率高，在同樣的 power水平上性能更高；
d) 軟件對(duì)主流生態(tài)兼容，客戶的跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)成本更低。

作為一種通用計(jì)算芯片，云端訓(xùn)練只是GPGPU典型的應(yīng)用場(chǎng)景之一，正如NVIDIA所言，GPGPU最終的目的是將AI引入到各行各業(yè)中。鄒翾也談到：“我們做的GPGPU全稱是通用圖形處理器（General-Purpose Computing on Graphics Processing Units），就是讓本為圖形圖像處理而生的GPU能夠運(yùn)行圖形渲染之外的通用計(jì)算任務(wù)。”

在采訪的過(guò)程中，我們談到了端側(cè)AI的應(yīng)用。鄒翾表示，GPU在端到端AI部署中，屬于一個(gè)已經(jīng)被驗(yàn)證的芯片架構(gòu)。AI端側(cè)發(fā)展會(huì)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用背后更多新型函數(shù)和新型算子的出現(xiàn)，這些需求將被融合到GPU未來(lái)的軟硬件開(kāi)發(fā)中。

下面這段引述是他對(duì)于GPGPU在與各類型AI芯片相比特點(diǎn)的總結(jié)：
GPGPU的設(shè)計(jì)特點(diǎn)在于其通用可編程性，對(duì)于層出不窮的新的算法和應(yīng)用，能做到性能和開(kāi)發(fā)成本間較好的平衡。同時(shí)，基于GPGPU的通用性，客戶可以在類似軟硬件架構(gòu)間的產(chǎn)品間進(jìn)行應(yīng)用的無(wú)痛遷移。

在GPGPU領(lǐng)域，NVIDIA無(wú)疑是行業(yè)的標(biāo)桿，不僅擁有百萬(wàn)開(kāi)發(fā)者支持的CUDA，還在指令集的覆蓋面、顆粒度、效率等維度有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，再考慮到產(chǎn)業(yè)生態(tài)，國(guó)產(chǎn)GPGPU替代還有很長(zhǎng)的路要走。在NVIDIA官網(wǎng)有提到，AI應(yīng)用不僅需要大的內(nèi)存池，也需要CPU和GPU緊密耦合。

對(duì)于這一點(diǎn)，鄒翾認(rèn)為，GPU注重的是同類型的數(shù)據(jù)按照同樣的處理流程進(jìn)行高效并行處理，CPU的優(yōu)勢(shì)是處理復(fù)雜邏輯流程。CPU和GPU在一個(gè)芯片上是可以實(shí)現(xiàn)的，而且以前也存在這種整合性的產(chǎn)品，但是對(duì)于高端的、云端的CPU加上GPU同時(shí)實(shí)現(xiàn)，需要非常大的尺寸規(guī)模，而且會(huì)限制芯片在各自領(lǐng)域的性價(jià)比。

天數(shù)智芯的下一步

艾瑞咨詢此前在相關(guān)報(bào)告中指出，2020年中國(guó)人工智能基礎(chǔ)層市場(chǎng)規(guī)模為497億元，為AI產(chǎn)業(yè)總規(guī)模的33%，AI芯片的高增長(zhǎng)是產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長(zhǎng)的主要推動(dòng)力。未來(lái)，算力模塊的智能服務(wù)器國(guó)產(chǎn)化率將逐步提升。

毫無(wú)疑問(wèn)，云端訓(xùn)練在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍將是AI芯片的主要市場(chǎng)，市場(chǎng)占比會(huì)一直處于前列。但正如鄒翾所言，隨著AI、5G技術(shù)的持續(xù)發(fā)展與應(yīng)用落地，端側(cè)及邊緣側(cè)未來(lái)對(duì)算力性能的要求會(huì)越來(lái)越大。其中，數(shù)據(jù)中心以及金融、電信等方面將會(huì)是很大的市場(chǎng)。

他表示：“目前天數(shù)智芯的產(chǎn)品是云端7nm通用計(jì)算芯片BI及加速卡，未來(lái)公司將聚焦GPGPU領(lǐng)域的高通用性及更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。天數(shù)智芯始終以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，結(jié)合公司技術(shù)優(yōu)勢(shì)，關(guān)注客戶需求痛點(diǎn)并推出適合的GPGPU產(chǎn)品。隨著城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型，傳統(tǒng)行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)需求逐漸擴(kuò)大，5G、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)人駕駛、智慧城市等眾多智能應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ω叨薌PGPU芯片產(chǎn)品的需求量都在急劇增加。”

2021年3月1日，天數(shù)智芯對(duì)外宣布完成12億元人民幣的C輪融資。在企業(yè)高速發(fā)展的過(guò)程中，除了資金要到位，人才是重中之重?！疤鞌?shù)智芯目前已經(jīng)擁有了一支全球頂尖的數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)與基礎(chǔ)軟件設(shè)計(jì)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，為實(shí)現(xiàn)公司‘做算力引擎，創(chuàng)世界一流’的愿景而砥礪前行。這支完整的GPGPU研發(fā)團(tuán)隊(duì)，由公司聯(lián)合創(chuàng)始人、高級(jí)副總裁及首席科學(xué)家鄭金山先生帶領(lǐng)，占比公司總?cè)藬?shù)85%以上，這其中既有一批行業(yè)經(jīng)驗(yàn)超過(guò)20年的世界級(jí)技術(shù)專家，也有一大批擁有5-15年業(yè)界經(jīng)驗(yàn)的高執(zhí)行力技術(shù)菁英，亦不乏來(lái)自于全球頂級(jí)院校的博士?！?鄒翾對(duì)此講到，“按照公司的業(yè)務(wù)發(fā)展，我們將會(huì)持續(xù)不斷地吸納優(yōu)秀人才深耕國(guó)產(chǎn)GPGPU芯片設(shè)計(jì)。隨著新產(chǎn)品的推出，團(tuán)隊(duì)也將進(jìn)一步擴(kuò)大。另外，根據(jù)我們產(chǎn)品規(guī)劃和市場(chǎng)發(fā)展需要，天數(shù)智芯也會(huì)進(jìn)一步通過(guò)融資支持公司的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展?！?br />