Xilinx公司希望引發(fā)開發(fā)人員在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)性能之外關(guān)注更多重要指標(biāo)，從而在面向機器學(xué)習(xí)推理任務(wù)的半導(dǎo)體市場當(dāng)中占據(jù)可觀的市場份額。畢竟，芯片的最終目標(biāo)在于支持應(yīng)用，而不僅僅是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本身。

芯片制造商Xilinx公司在本周二于紐約召開的年度分析師日活動當(dāng)中，向各位華爾街分析師展示了其發(fā)展規(guī)劃。在此次活動期間，該公司對充滿活力的數(shù)據(jù)中心芯片市場做出了充分展望，特別強調(diào)了其中的機器學(xué)習(xí)市場。

分析師們預(yù)計，該市場的總體價值將由2020年的18億美元增長至61億美元。

Xilinx公司的關(guān)注重點在于大量新型平臺產(chǎn)品，這些產(chǎn)品在功能上遠遠超越其已經(jīng)銷售了數(shù)十年的所謂現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）。這就要求AI應(yīng)用的開發(fā)者們在計算機當(dāng)中實現(xiàn)全面加速，而不僅僅是關(guān)注神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本身的性能表現(xiàn)。

數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)目前只占Xilinx整體收入的一小部分，在截至今年3月的上一財年當(dāng)中，公司總收入為31億美元，而數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)收入為2.32億美元。然而，其同時也是Xilinx公司增長速度最快的業(yè)務(wù)，在過去一年中增長了46%。該公司日前表示，預(yù)計其數(shù)據(jù)中心收入增長將進一步加速，本財年內(nèi)增幅將達到55%至65%，這意味著其2017財年至2019財年的年均復(fù)合增長率將為42%。

Xilinx公司希望通過其“Versal”可編程芯片中“AI引擎”部分內(nèi)相互連接的計算模塊，即“tiles”，在機器學(xué)習(xí)推理領(lǐng)域取得進展。

為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，Xilinx公司正著手將其在FPGA領(lǐng)域積累到的傳統(tǒng)經(jīng)驗遷移至更為復(fù)雜的領(lǐng)域。FPGA當(dāng)中包含大量能夠重新排列的邏輯門，其能夠根據(jù)任務(wù)的實際需求進行調(diào)整，從而帶來更出色的性能與更高的能源效率。

Xilinx公司如今希望轉(zhuǎn)向出售平臺芯片。這類平臺芯片仍然包含可編程的邏輯門，但同時亦集成有眾多功能性元件。這些功能元件具有更強的任務(wù)針對性，例如機器學(xué)習(xí)，且所有元件都封裝在單一芯片晶片當(dāng)中。

該公司首席執(zhí)行官Victor Peng以應(yīng)用示意圖為起點，開啟了此次活動中的主題演講。這是一種類似三明治的結(jié)構(gòu)，機器學(xué)習(xí)算法將在其中被夾在兩個部分的中央——這兩部分分別為預(yù)處理步驟與后處理步驟。Xilinx公司目前的關(guān)注重點在于推理任務(wù)，即機器學(xué)習(xí)模型的預(yù)測過程——而非訓(xùn)練過程。

Peng指出，如果用于機器學(xué)習(xí)的芯片不僅能夠在中間階段加快神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的處理速度，而且能夠同時加快預(yù)/后處理部分的性能表現(xiàn)，則將大大提高任務(wù)的整體性能水平。

Peng表示，“雖然神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是最熱門的討論話題，但這里關(guān)注的不僅僅只有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理，而是整個應(yīng)用。”

Xilinx公司CEO Victor Peng在該公司的分析師日活動中強調(diào)稱，在性能提升的探索當(dāng)中，應(yīng)該得到關(guān)注的是整個應(yīng)用而非單純只是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。該公司希望憑借著自家Versal以及其它集成化“平臺”產(chǎn)品實現(xiàn)這一目標(biāo)。

Peng表示，舉例來說，在無人駕駛汽車等技術(shù)當(dāng)中，“先進駕駛輔助系統(tǒng)（簡稱ADAS）的總延遲才是大家最關(guān)心的，機器學(xué)習(xí)只是其中的一步。”

面對這一系列目標(biāo)，Xilinx認為英特爾公司的CPU與英偉達的GPU都力有不逮。相反，開發(fā)人員需要的是既具有可編程邏輯，但又提供某些特定功能單元的片上系統(tǒng)。

這首先引出了Xilinx公司已經(jīng)推出的Zynq處理器，其中包含有嵌入在大量可編輯邏輯門的ARM CPU。下一步則是一款名為“Versal”的產(chǎn)品，Xilinx公司已經(jīng)將其納入計劃。Versal擁有多個對應(yīng)不同計算功能的可編程內(nèi)核，其中之一正是“AI引擎”邏輯塊。

所謂AI引擎實際上代表著一組tiles（即芯片上具有矢量處理能力并配備專用存儲器緩存的單一區(qū)域），各個tile之間緩過 調(diào)整總線相互連接。（更多細節(jié)信息，請參閱Versal白皮書。）

當(dāng)然，目前機器學(xué)習(xí)開發(fā)人員正在不斷挖掘FPGA的優(yōu)勢，因此他們是否愿意分出精力關(guān)注其它平臺仍然有待觀察。除了英特爾與英偉達之外，Xilinx公司還面臨著一波又一波競爭壓力，包括同時銷售CPU與GPU產(chǎn)品的AMD公司；剛剛發(fā)布了自己的機器學(xué)習(xí)芯片的高通公司；谷歌等正在自主構(gòu)建計算元件的云供應(yīng)商；以及Efinix等一大批擁有FPGA研發(fā)背景的初創(chuàng)企業(yè)。

在問答環(huán)節(jié)中，Peng強調(diào)稱Versal“家族”將由“六種不同的產(chǎn)品”構(gòu)成，這意味著該平臺方案的范圍將不斷擴大。他還向參與此次會議的金融分析師們保證，Versal“具有真正的顛覆能力”。其“不僅僅只是芯片”，更代表著各種軟件工具——其中一些正在開發(fā)當(dāng)中，這也會令該公司今年的運營支出有所增加。

Xilinx公司預(yù)計數(shù)據(jù)中心芯片市場將快速增長，特別是其中的機器學(xué)習(xí)部件。

負責(zé)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的副總裁Salil Raje則補充稱，該公司將利用機器學(xué)習(xí)方法將來自TensorFlow或者其它機器學(xué)習(xí)框架的標(biāo)準(zhǔn)代碼直接寫入至設(shè)備當(dāng)中。Raje解釋道，“大多數(shù)應(yīng)用程序都需要在框架的基礎(chǔ)之上運作，我們也能夠從中獲益。具體來講，只需要接入框架，我們就能提供廣泛的支持能力。”

Peng還補充了一些歷史背景，包括在多年之前他在ATI公司（后被AMD公司所收購）工作時，“沒人知道GP-GPU是什么意思”——是的，這類目前已經(jīng)在英偉達與AMD那邊成為新寵的“通用型GPU”在當(dāng)初甚至連概念都沒有普及。他回憶道，“那時候沒人意識到異構(gòu)計算的意義（Versal這類在芯片中引入多種不同電路類型的混合方案，就屬于異構(gòu)計算）。但現(xiàn)在，每個人都明白異構(gòu)計算代表著未來，因此我們在某種意義上已經(jīng)落后了。”但正如自行車比賽一樣，領(lǐng)頭的車手需要面對較大的風(fēng)阻，而稍稍落后的選手反而能夠節(jié)省體力、伺機反超。

在此次會議上，一位金融分析師指出，能夠容納創(chuàng)新型推理芯片的市場恐怕需要很長時間才能建立起來——英特爾仍然憑借著自家CPU占據(jù)市場主導(dǎo)地位。Peng承認這一點，并補充道“我們在CPU領(lǐng)域還有很多工作要做。但已經(jīng)有Twitch等客戶主動找到我們，因為他們的任務(wù)在現(xiàn)有通用CPU上無法完成。”這里，他指的是亞馬遜剛剛發(fā)布的流媒體在線游戲服務(wù)。亞馬遜與百度共同在全球范圍內(nèi)建立起多個“可用中心”，玩家可以借此租用Xilinx的FPGA資源。

Peng希望大家保持耐心。他表示，Xilinx公司仍然需要“逐步構(gòu)建起完整的軟件堆棧”，其中包括面向Zynq與Versal的各類工具。他指出，其中用于降低芯片部署難度的新型即插即用處理卡Alveo剛剛在2018年年底發(fā)布。

他最后總結(jié)稱，“我們一直認為這代表著巨大的發(fā)展機遇，只是還需要一定的時間。”

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