一家英国明星芯片公司“悄然”入华!叫板英伟达A100,设定中国为其最大市场

x
用微信扫描二维码
分享至好友和朋友圈

  “计算革命在计算机历史上只发生过三次,第一次是70年代的CPU,第二次是90年代的GPU,而Graphcore就是第三次革命,他们的芯片(IPU,智能处理单元)是这个世界伟大新架构的一种。”说这话的是ARM公司创始人、英国半导体之父赫尔曼·豪瑟(Hermann Hauser)。

  他口中的 Graphcore,是来自英国的 AI芯片公司。这家公司创办于2016年,在芯片领域有着多年经验的奈杰尔·图恩(Nigel Toon)担任联合创始人和 CEO,曾创办过两家处理器公司的西蒙·诺尔斯(Simon Knowles)担任联合创始人和 CTO。

  

  图 | Graphcore(来源:Graphcore)

  这家分公司遍布多个国家和地区的公司,于2019年进入中国。9月19日,DeepTech和 Graphcore 高级副总裁兼中国区总经理卢涛,就相关问题进行了交流。

  

  图 | 卢涛(来源:Graphcore)

  他表示,Graphcore 的主要技术是以 IPU 处理器、为 IPU 打造的 Poplar 软件。基于 IPU 处理器和 Poplar 软件栈,Graphcore 的产品最后以用在IPU服务器中的PCIe 卡、IPU 系统产品 IPU-Machine 和 IPU-POD 的形式呈现给用户。

  Graphcore 已经取得了一些阶段性进展。截至目前,IPU 已达到一万多片的发货规模,并服务于全球超过100家的机构,其主要应用在互联网大规模数据中心、高校和科研机构等。同时,IPU 也在支撑医疗、金融、生命科学、汽车、金融和计算领域方面的应用。

  2019年初,AI 教父杰夫·欣顿(Geoff Hinton)在接受记者采访的时候,被问未来什么样的计算系统会更像大脑?他的回答是:“我认为我们需要转向不同类型的计算机。幸运的是,我这里有一个...” 欣顿伸手进入他的钱包,拿出一个又大又亮的硅片——一个 Graphcore IPU 芯片。

  IPU带来可持续发展路径

  2016年,全球 AI 产业进入高速发展阶段。在过去,大概每隔三个月,模型参数规模就会提高一倍。2018年10月,谷歌的 ResNet 模型有3.3亿个参数。2019年3月,OPEN AI 的大型语言模型 GPT-2达到15.5亿个参数。2020年,GPT-3达到1750亿个参数。GPT-3模型完成一次完整训练,要耗费千万美金级别的花销。这样的密集计算,很难带来持续发展。那么,是否有可持续发展的路径?

  在论文《EfficientNet:对卷积神经网络的模型缩放的重新思考》(EfficientNet:Rethinking Model Scaling for Convolutional Neural Networks)中,论文作者通过平衡神经网络的深度、宽度、准确率,再通过找到平衡点、并把底层卷积改变之后,找到了大幅减小参数数量的方法,与此同时准确度也得到提升。卢涛认为,这是未来的代表方向之一。

  2020年上半年,微软机器学习科学家 Sujeeth Bharadwaj 分享了 IPU 训练 CXR 模型的卓越性能,IPU 在运行微软 COVID-19影像分析算法 EfficientNet 和SONIC 时表现亮眼,在30分钟内完成了英伟达传统芯片需5个小时的训练工作量。

  

  图 | 微软用IPU和GPU训练用于新冠算法模型的对比

  从 Graphcore 的角度来看,不管是 CPU 还是 GPU,都不是针对 AI 应用而生。CPU 是标量处理器,它主要做模拟性判断,用于帮助程序员针对固定模式进行编程。CPU 特别适合的架构是通过大量的模拟处理器开发手机 App 和外包服务器。GPU 是针对图像处理而生,相比 CPU 来说 GPU 在并行度和向量机上都有很大提升。

  概括来说,GPU 主要应用在主流 AI 平台,它并不是为 AI 而生的处理器。Graphcore 进行大量分析后发现,AI 计算具有高度并行、低密度计算等特点,不管做图像处理模型、还是语言处理模型,都会在底层表达成一个计算图。卢涛认为,真正面向未来的 AI 处理器,必须是针对计算图来进行处理,而 Graphcore 的IPU 正是以计算图为核心的智能处理器。

  三项变革性技术:计算、数据、通信

  进入中国后,Graphcore 一直努力接近开发者,卢涛在9月19日中关村论坛的演讲结尾,特意提到该公司在中文网站 graphcore.cn、微信和知乎的开发者创新社区,并鼓励更多开发者来到上述平台,获取 Graphcore 的资源和支持来进行创新。

  对此做法,他解释称,Graphcore 希望将权利移交给创新者。那么,首先要给创新者提供新的平台,让他有新的可能性。如果开发者的算法不适合 GPU,并不一定代表你的算法无效,而是你需要一个新平台。基于此,Graphcore 提供了非常先进的AI 处理器、以及大规模 IPU 集群系统。

  2020年7月15日,Graphcore 发布基于7nm 的第二代 IPU 处理器——GC200,以及用于 Mk2m IPU 和 IPU 系统产品的技术:计算、数据、通信。

  

  图 | GC200(来源:Graphcore)

  GC200基于台积电7nm 工艺,有594亿个晶体管,是当前单一芯片最大规模的处理器。GC200仍然延续了第一代的“同构众核”架构,所不同的是,制造工艺从16nm,提升为最新的7nm。

  GC200的处理器片上存储也从300MB 提升到900MB,晶体管数量超出英伟达2020年5月发布最新旗舰 A100。GC200的处理器核心从上一代的1217提升到1472,能执行8832个单独的并行线程,系统性能提升8倍以上。在数据处理方面,GC200延续之前的高带宽高容量表现,这对于应对一些复杂 AI 模型及算法很有帮助,官方表示它可支持具有数千亿个参数的最大模型。

  此外,Graphcore 还首次提出 IPU-EXCHANGE-MEMORY,这是一种交换式的储存架构。Graphcore 在 M2000每个 IPU-Machine 里面通过 IPU-Exchange-Memory 技术,提供了将近超过100倍的带宽以及大约10倍的容量,这对于很多复杂的 AI 模型算法是非常有帮助的。

  针对 AI 计算集群,Graphcore 打造了 IPU-Fabric 技术,这是为 AI 横向扩展而生的通信技术,它的优点是弹性大、低时延。有了 IPU-Fabric 之后,用户可以轻松构建出超低弹性的计算平台。M2000是 Graphcore 推出的基于 GC200的刀片型服务器,每片能提供1PetaFlop 的算力支持。M2000可以被看作是 Graphcore IPU 系统产品部署的最小单元,基于它可以很方便地创建各种规模的集群。

  

  图| IPU-Fabric(来源:Graphcore)

  Graphcore 协同 IPU 从零打造了一个以图为抽象编程模型的软件 Poplar。通过这套软件 SDK,不管是使用浪潮还是戴尔的服务器,更或者是使用单个 M2000以及大规模计算系统 IPU-POD,Graphcore 都能使用同一套软件进行编程。

  Graphcore 还在 Poplar 层面上,提供了很多软件库。以神经网络库为例,其可以支持标准的 PyTorch、TensorFlow 与 ONNX 等。同时,Graphcore 认为,对一个系统而言,运维和管理也非常重要。为此,Graphcore 基于开源做了集群管理套件。

  在整个处理器研发过程中,Graphcore 认为开放非常重要。卢涛表示,开源是因为创新需要对底层有很多可见度。Graphcore 认为要把权利移交给开发者,并于2020年7月开源了所有的计算图库源代码和机器学习算法模型。

  在构建社区方面,Graphcore 在金山云上构建了一个开发者云,其主要面向商业用户、高校、科研机构和个人研究者。卢涛表示,这一切都是为了帮助创新者,可以在在机器智能中实现下一波突破,以及帮助用户实现在 CPU、GPU 上没有办法实现的创新。

  Graphcore 至今成立了四年多的时间,期间已得到红杉资本的支持,也获得了宝马、博世、微软、三星、DELL 等企业的投资。经过几年的发展,Graphcore 已经发展为遍布全球的机构。

  对于加入中国,该公司创始人奈杰尔·图恩(Nigel Toon)表示:“有远见的中国公司已经开始着手布局自己在 AI 领域的蓝图。也许这就是为什么 Graphcore 在中国找到了热情,并如此深度的参与。Graphcore 已经开始为一些颇有建树的中国公司提供技术支持,并将助力推动中国那些发展最快、最具创新性的 AI 初创企业。”

  卢涛也对 DeepTech 表示,中国的企业非常擅长把创新进行大批量的快速落地部署,Graphcore 觉得中国是最大的市场之一。在快速落地部署中,Graphcore 也可以进一步打磨自己的产品。此外,IPU 也能帮助用户释放出更多潜能,今天在CPU 和 GPU 上做不好的事情,在 IPU 上可能会释放极大潜力。

  -End-

  相关推荐:

  芯片之后面板也将遭美国卡脖子?业内:技术依赖日韩

  “整体风险我们认为是可控的。”TCL华星高级副总裁赵军在9月初的一场媒体沟通会上,谈及中国面板行业是否存在被卡脖子的风险时对AI财经社说。

  芯片行业在关键技术上遭到美国卡脖子,继而引发了国内对国产面板行业的担忧,毕竟一块屏、一颗芯,是很多电子产品的标配。

  

  图/视觉中国

  令赵军做出上述判断的,是中国大陆已成为全球液晶显示行业的核心。在中国大陆地区,到2021年建设完成的、能生产32英寸以上大尺寸液晶的高世代生产线,将达到21条,产线布局占到了全球约三分之二。从产能占比来看,2019年中国大陆占到全球的42%,今年将达到51%,明年则会继续攀升至63%。

  “中国半导体显示行业、面板行业已经成为国外在这个领域公司的主要业务来源。他们不会自己卡自己的脖子。”赵军在沟通会上说。

  另一方面,一位行业人士告诉AI财经社,美国自己并没有发力显示行业,在该领域的影响力相对较小。

  但就在几天之前,三星、LG显示断供华为高端手机面板的消息传来,主要原因是两家厂商的高端显示面板驱动芯片使用了美国技术。因此,即便它们均非美国企业,也不可向华为供货。这是一个不好的信号。而国内显示行业的关键设备和先进材料,还依赖日韩供应商。

  中国面板行业有无被卡脖子的风险?“就看美国是否通过长臂管辖,限制日韩企业。”一位行业人士对AI财经社说。

  依赖日韩

  国内显示屏行业的一些关键设备和先进材料,依然依赖于海外供应商,集中在日韩。

  在大部分手机都采用的OLED显示屏领域,真空蒸镀机号称“屏幕界的光刻机”。蒸镀是OLED生产工艺中的核心环节,就像光刻机之于芯片一样,蒸镀机把握着全球OLED行业命脉。京东方前工程师肖颂对AI财经社说:“蒸镀机理论上比光刻机还要难。”

  而这项心脏技术掌握在日本佳能手中。高端蒸镀机全部来自日本一家名叫Canon Tokki的小工厂。Tokki于2007年被佳能收购。不论是三星显示部门还是国内的华星光电、京东方,想量产稳定可靠的OLED显示屏,都离不开这家企业。但Tokki蒸镀机的年产能不到10台,单台售价过亿美元,十分昂贵且抢手。

  

  图/视觉中国

  “基本被三星买完了,国内很少抢到。”肖颂称。

  三星作为Tokki早期客户,曾在2006年后者面临生死存亡的时候,坚持合作帮助它度过了生存危机。后来,双方签订了协议,一度每年生产的设备全部供货给三星。这也让三星在OLED抢占了先机。直到2017年Tokki产能提升后,京东方和华星光电才拿到采购名额。

  除了“屏幕界光刻机”之外,做过光刻胶市场调研的行业人士杜锋对AI财经社说,京东方号称现在采用的光刻胶有相当一部分是国产自研了。“但其实是日本合成橡胶公司(JSR)给它的专利授权和技术提供。”

  他解释道:“简单来说就是,在国内购买普通原料,然后跟日本公司提供的一些占比极低的材料,搅拌混合,在一个无尘车间内把它做成光刻胶。”

  光刻胶是面板制造的上游关键原料,相关技术被美日垄断,日本在成品及上游材料方面占支配地位。“没有人家的核心原料,你是肯定做不出来的。”杜锋说,“我们只是完成了一个表面的国产化,但其实还是一个高级的组装工厂。”

  除了光刻胶,能够让玻璃导电发光、最终变成屏幕的关键,是ITO靶材技术,同样被日本主导。“ITO是在玻璃上面电镀用的,是一种透明的导电材料。”肖颂告诉AI财经社,ITO靶材国内每年大概消耗超过1000吨,大部分特别是高端的部分均为进口。

  “现在ITO靶材国内能做,但是在尺寸上突破困难,而且产出效率远赶不上国外。”基于他去年的了解,国内可以做出的靶材长度不超过800毫米,而日韩企业可以做到3000毫米,差距明显。资料显示,中国是ITO靶材最大的需求国,需求量占全球的25%。有统计称,2019年之前,国内ITO靶材近9成依靠进口。

  而ITO靶材的生产设备“烧结炉”,顶尖的基本上也都来自日本。据称这样一台设备的售价动辄上千万元。而烧结工艺更是各家压箱底、不会售卖的秘方。

  此外,面板核心材料偏光片,国内自给率也处于较低水平,仍需大量进口。目前全球偏光片产业也主要由日本日东电工、韩国三星和LG、中国台湾企业奇美材料和明基材料主导。

  除了日韩,美企在高世代玻璃基板上具有较大话语权。玻璃基板是面板行业的最上游,绝大部分市场份额被美国康宁、日本旭硝子等几个大厂瓜分。

  “每一个有京东方工厂的地方,都有康宁工厂。“肖颂告诉AI财经社,基本上已经属于配套设施。

  

  图/视觉中国

  AI财经社了解到,京东方和华星光电都形成了较为稳固的玻璃基板供应配套。京东方主要是与美国康宁合作,而华星光电则主要由日本旭硝子提供配套供应。

  “康宁世界第一,其它都和它有差距,日韩也不行。”肖颂说。美国康宁参与到中国市场超过35年,在中国的17座城市建立了办公室,也是国内手机厂商外屏主要的供应商。其在中国投资巨大。截至2019年底,康宁在中国的投资规模已超70亿美元。

  美国通过康宁在面板行业掌握着一定的话语权。但肖颂分析,美国通过康宁打压中国的可能性几乎为零。中国市场是康宁除北美以外最大的市场,失去中国市场,将给双方都造成无法弥补的损失。

  “如果美国刻意打击,还要看日本、韩国是否跟随。单纯美国来说影响不大,美国带来的影响主要是贸易连带。”肖颂称。

  而造成国内企业在关键技术上对外依赖的现实原因,一方面,过去大家认为,企业越大,越需要全球化,虽然上游材料设备国产化率在逐步提高,但不到万不得已,还是进口成本低。另一方面,则是国产全链条对核心技术的重视和投入都不够。过去多年,类似关键技术落后于人的呼吁很多,但改观很小。

  国内双雄格局

  虽然上游材料设备依赖海外,但不可否认,近年来,中国液晶显示面板的生产已经走在了世界最前列,在效率、竞争力、市场响应速度方面,都有着巨大优势。其中,大尺寸液晶面板中国已经处于全球领导地位。到2023年,大尺寸液晶面板中国会达到或超过全球70%的产量。

  同时,日韩企业在加速退出液晶面板业务,韩国两大厂商三星和LG均在今年退出,转而聚焦以OLED为代表的新型产业,而OLED显示屏更轻薄、色彩显示更佳。

  

  图/视觉中国

  分析人士告诉AI财经社,中国大陆面板行业崛起,产能的提升加剧了竞争,令液晶面板价格持续低迷,叠加疫情,负担进一步加重,是韩企退出的重要原因。

  不过,肖颂对AI财经社称,三星退出液晶面板生产,是因为“其他所有的液晶厂都需要用三星的技术和设备”。“三星在用液晶技术来赚钱,然后发展OLED。”他表示,三星的技术和设备不光局限在面板生产上,面板生产的上游也依靠它。“液晶对三星来说依然有利可图。”

  三星和LG显示的退出,令液晶面板的产能进一步向中国大陆集中,多家分析机构对京东方、华星光电持看涨态度。“随着面板双龙头市场占有率的提升,行业周期性显著缩短,面板价格波动将大为放缓,格局长期看好。”信达电子研究认为,此轮面板景气度上行周期将持续1-2年。

  8月28日,TCL宣布以约10.8亿美元收购苏州三星电子液晶显示科技有限公司60%的股权,以及三星显示有限公司100%股权,从而获得8.5代LCD生产线。

  “液晶电视面板出货量最高的还是京东方,但我们并购了那几家产线后,规模基本上差不多了。“TCL华星光电LCD开发中心总经理赵斌告诉AI财经社。两家企业分列全球液晶电视面板出货量、出货面积第一和第二位。双雄格局的确立,有利于进一步提升中国大陆面板显示行业的绝对话语权。

  “华星更像TCL的配套企业,自给自足的感觉。“肖颂称,京东方在规模上更有优势。

  “从现有液晶面板的技术格局来看,双方确实要竞争。”赵斌称,两家是不同的技术流派,华星光电采用的是VA,京东方是IPS,两者均是液晶显示器常见的面板类型,但华星光电更类似三星,京东方更像LG。

  双方也会在未来的竞争中,相互渗透。华星光电此前收购中国电子信息产业集团的工厂,该厂技术流派和京东方类似。而京东方此前也期望加入苏州三星厂的竞购。“两方可能会有一个技术融合的过程。”赵斌说。

  据AI财经社了解,华星的技术路线能为TV面板提供更好的对比度,更快的响应速度,三星、索尼的产品都属于这样的阵营。而京东方是另外一种方式,应用更广。在投资上,京东方更加多元化,华星更加聚焦。

  下一代技术竞赛开启

  大尺寸LCD面板已成为中国厂商的天下,但一位京东方LCD产线员工对AI财经社表达了悲观情绪:“要废了。”他加入京东方超过5年,近来愈发感受到“LCD没有前景了”。

  OLED取代液晶,似乎已是大势所趋。三星凭借先发优势已经拿下OLED市场超80%的份额。中国企业尚需时间追赶。

  这是来自一线工人的直观感受。但企业的管理者们有着截然不同的看法。TCL赵斌认为,下一代显示技术4-5年就会比较成熟,但产品商业化可能要等到十年以后,“这十年间应该还是LCD占主流”。

  但下一代显示技术——印刷OLED和Micro LED竞赛早已提前打响。目前,国内参与新技术研发及生产的企业,一类是京东方、华星光电为代表的面板企业,另一类是传统LED芯片厂商。液晶取代CRT,液晶电视市场迎来了几十年的蓬勃发展。而目前液晶显示技术已经达到发展瓶颈。业内认为,印刷OLED、Micro/Mini LED等创新显示技术才是显示行业的未来。

  OLED面板主要有两种制造工艺,一种是前文提到的蒸镀工艺,另一种就是喷墨打印,也就是印刷OLED。后者被认为能极大提高有机材料利用率,降低成本,也更适合量产。

  华星光电在2015年就开展了印刷OLED的布局,2016年建了国内首条针对G4.5代试验线,今年跟日本TJP合作,利用其在日本的产线进行OLED量产屏的开发。

  

  图/视觉中国

  据赵军介绍,在2022年到2023年间,华星将会投建第一条8.5代线的印刷OLED工厂。“如果能实现的话,相信是世界第一条高世代柔性印刷OLED产线。”赵军称。

  而Micro LED被认为是显示技术的”终极形态”,其直接由像素点产生颜色,从而提高了色彩表现。媒体报道,华星已经实现了mini背光产品的样板出库,预计明年产出。mini LED被认为是向Micro LED的过渡产品。

  京东方对印刷OLED也有持续投入,在合肥的实验线上进行技术、工艺、量产效率、成本对比评估。但据京东方EVP、显示与传感器件事业群CEO高文宝回复投资者提问中提到,京东方尚没有确定最终的技术路线,暂时也没有相关的产能建设计划。在Mini LED技术方面,京东方也在研发,预计今年4季度量产出货。

  分析师预计,中国面板企业未来的规模效应将带来盈利的快速增长,有了资金支持,中国在更先进的microLED面板技术上将有机会赶上韩国面板企业。

  (应采访对象要求,文中肖颂、杜锋为化名)

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

跟贴 跟贴 78 参与 1620
推荐
热点
财经
科技
娱乐
游戏
搞笑
汽车
历史
生活
更多
二次元
军事
教育
健身
健康
家居
故事
房产
宠物
旅游
时尚
美食
育儿
情感
人文
数码
三农
艺术
职场
体育
星座
© 1997-2020 网易公司版权所有 About NetEase | 公司简介 | 联系方法 | 招聘信息 | 客户服务 | 隐私政策 | 广告服务 | 侵权投诉 Reporting Infringements | 不良信息举报

DeepTech深科技

麻省理工科技评论独家合作

头像

DeepTech深科技

麻省理工科技评论独家合作

7589

篇文章

424586

人关注

列表加载中...
请登录后再关注
x

用户登录

网易通行证/邮箱用户可以直接登录:
忘记密码