人工智能的大潮下,英特爾是如何拿到第一張船票的?
2016 年 11 月 17 日,英特爾在美國舉辦了***次英特爾 AI Day,英特爾 CEO Brian Krzanich 親自出席;這次活動著力談到英特爾對人工智能時代的全面認識和擁抱,并***對外展示英特爾在人工智能、尤其是深度學習技術方面的戰(zhàn)略布局。同年11月30日,這一盛會移師北京,以“2016英特爾人工智能論壇”的名義將國內人工智能行業(yè)的弄潮兒們匯聚一堂,向他們展示了英特爾橫跨軟件和硬件、貫穿終端和云端的人工智能創(chuàng)新能力。
今年的 11 月 15 日,以“釋放 AI 潛力”為主題, 2017 英特爾人工智能大會在北京再次舉辦,又一次令人見識到英特爾在人工智能方面的實力、熱情和愿景。
人工智能全棧解決方案
其實,在 AlphaGo 引起全世界對人工智能的關注之前,人工智能就在伴隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的演進而處于又一次的極速發(fā)展狀態(tài);而作為全球數(shù)據(jù)中心業(yè)務領域無可爭議的處理器王者,英特爾也已經(jīng)提前意識到人工智能大潮的到來,并為之做了充分的準備。
2015 年 6 月,英特爾宣布收購世界上第二大 FPGA 廠商 Altera,這是英特爾成立以來涉及金額***的一筆收購。英特爾之所以收購 Altera,其核心要素就是獲得后者的 FPGA 技術能力,并將其與自家已有的至強處理器等產(chǎn)品整合起來,從而更靈活地滿足包括人工智能在內的相關工作負載的加速需求。
這次收購完成后,英特爾正式成立了可編程解決方案事業(yè)部,并且針對 Altera 原有的產(chǎn)品線進行了技術領域和產(chǎn)品方面的諸多創(chuàng)新與整合。到目前為止,英特爾已擁有 Stratix 10、Arria 10 、Cyclone 10、MAX 10 等全系列 FPGA 產(chǎn)品,并針對包括云和端兩種方向在內的各種人工智能應用提供優(yōu)化的成本、功耗和性能組合。
在獲取 FPGA 能力之后,2016 年 8 月,英特爾又宣布收購了專注于深度學習的創(chuàng)業(yè)公司 Nervana Systems,后者的主要業(yè)務正是面向數(shù)據(jù)中心,開發(fā)適用于人工智能和深度學習的芯片和軟件。目前,英特爾已經(jīng)宣布將在今年年底前正式量產(chǎn)并出貨業(yè)界首款神經(jīng)網(wǎng)絡處理芯片,即英特爾® Nervana™ 神經(jīng)網(wǎng)絡處理器(NNP),它擁有新的存儲器架構,可實現(xiàn)更高的可擴展性、數(shù)值并行化,甚至可以將深度學習性能提升 100 倍。
此外,在面向數(shù)據(jù)中心端的人工智能技術創(chuàng)新進行收購的同時,英特爾還在 2016 年 9 月收購了面向終端設備,特別是物聯(lián)網(wǎng)設備的視覺處理單元(VPU)初創(chuàng)廠商 Movidius 公司,其產(chǎn)品具備低耗高能的特點,能夠主動不間斷地處理圖像信息。收購完成之后,英特爾已經(jīng)在 2017 年 7 月 推出 Movidius 神經(jīng)計算棒,這是世界上***基于 USB 模式的深度學習推理工具和獨立的人工智能加速器,為廣泛的邊緣主機設備提供專用深度神經(jīng)網(wǎng)絡處理功能。
除了上述芯片方面的動作,英特爾還針對這些硬件產(chǎn)品提供了諸多軟件或算法方面的配套處理。比如說,為了簡化開發(fā)流程,英特爾推出了面向至強處理器和 FPGA 的加速堆棧,內含驅動程序、應用程序接口 (API) 和 FPGA 接口管理器;面向 Nervana 處理器,英特爾也有相應的 Nervana 云和 DL Studio。但更重要的是,英特爾的這些芯片都針對業(yè)界比較常見的 TensorFlow、Caffe 等人工智能框架進行了優(yōu)化和支持,確保其產(chǎn)品的廣泛可用性。
實際上,人工智能的應用場景十分復雜,需要不同特性硬件平臺以及軟硬件協(xié)同優(yōu)化,才能有效提升數(shù)據(jù)處理的速度和準確性。為此,英特爾充分利用自身技術和產(chǎn)品創(chuàng)新的整合優(yōu)勢,提供了***的人工智能全棧解決方案,包括:
• 領先而完整的硬件平臺,涵蓋至強處理器、至強融核處理器、英特爾®Nervana™ 神經(jīng)網(wǎng)絡處理器和 FPGA、網(wǎng)絡以及存儲技術等;
• 針對深度學習/機器學習而優(yōu)化的基于英特爾架構的數(shù)學函數(shù)庫(英特爾® MKL-DNN以及數(shù)據(jù)分析加速庫(英特爾® DAAL)等,以及英特爾Nervana Graph;
• 支持和優(yōu)化開源深度學習框架如 Spark、Caffe、Theano 以及Neon 等;
• 構建了包括英特爾Nervana、英特爾計算機視覺 SDK、 Movidius 和 Saffron 為代表的平臺,以推動前后
端協(xié)同人工智能發(fā)展。
另外,在公司層面,英特爾也已經(jīng)在 2017 年 3 月正式成立了人工智能產(chǎn)品事業(yè)部,這個事業(yè)部的負責人是 Nervana 被英特爾收購前的***執(zhí)行官 Naveen Rao,而他的直接匯報對象,就是英特爾CEO Brian Krzanich。
可以說,在人工智能的布局方面,英特爾已經(jīng)實現(xiàn)初步成功。
通過行業(yè)應用釋放 AI 潛力
在 11 月 15 日的英特爾人工智能大會上,英特爾中國區(qū)總裁楊旭在演講中引用到了十九大報告中一句話:推進互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經(jīng)濟相結合。實際上,對于英特爾而言,人工智能的潛力和價值,恰恰體現(xiàn)在它能夠與其他行業(yè)應用實現(xiàn)有效的結合 。
比如說在醫(yī)療方面,英特爾與阿里巴巴和零氪科技共同舉辦了天池醫(yī)療 AI 大賽,以期促進算法創(chuàng)新,用人工智能加速精準醫(yī)療的發(fā)展;大賽***季面向的是醫(yī)學界公認的難題——早期肺癌的診斷。作為大賽的共同舉辦方,英特爾提供了可為深度學習提供高效計算支持的至強融核處理器、至強處理器等產(chǎn)品和技術,還有針對機器學習和深度學習的英特爾Math Kernel Library(MKL)核心算法庫及英特爾Python 數(shù)學庫,以及特別為醫(yī)療影像分析設計的深度學習框架軟件等。
據(jù)雷鋒網(wǎng)了解,在這次天池大會上,英特爾為深度學習框架 Caffe 定制了 43 個超越開源版本的新功能,來支撐選手的模型創(chuàng)新;同時也為天池軟件貢獻了 35000 行框架代碼和 6000 行參考模型代碼,為模型訓練保駕護航。結果是,各隊選手在比賽期間遇到的80% 的問題,英特爾事先都有驗證過。
英特爾在人工智能應用中的另外一個重要布局是 FPGA,它可以應用于 5G 無線通訊、雷達和航天、網(wǎng)絡、云計算、智慧城市和無人駕駛車輛等多個領域。其中在利用 FPGA 加速數(shù)據(jù)中心應用的實際效果上,有一些非常顯著的例子。比如說 SWARM 64 在使用英特爾的 FPGA 加速技術后,實時數(shù)據(jù)分析速度可提高 5 倍以上,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)倉儲提高 2 倍以上,存儲壓縮提高 3 倍以上;而在基因測序中,博德研究所利用英特爾旗下 FPGA 的高性能并行處理能力,可以將 Pair-HMM 算法能力提高 50 倍,總業(yè)務效率提高 1.2倍。
而在 11 月 15 日的英特爾人工智能大會上,基于英特爾至強處理器服務器和 Arria 10 FPGA 芯片,地平線機器人展示了一個可以用于數(shù)據(jù)中心的視頻結構化系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠在單個 FPGA 卡上運行深度神經(jīng)網(wǎng)絡,同時處理 16 路 1080p 實時視頻,可以用于平安城市、智能交通、園區(qū)樓宇監(jiān)控等多種行業(yè)。
另外一類已經(jīng)得到廣泛應用的英特爾人工智能產(chǎn)品,來自 Movidius。比如說今年 10 月份發(fā)布的 Google Clips 在機身內部搭載了一塊 AI 芯片,這塊 AI 芯片,就是英特爾旗下 Movidius 推出的一款名為 Myriad 2 的 VPU(Vision Processing Unit,視覺處理單元)。Myriad 2 作為一款視覺處理芯片,它的功能就是專門用于圖像處理;其特點在于功耗很低,能夠在半瓦的功耗下提供浮點運算功能,使用 20 納米的工藝進行制造。
雷鋒網(wǎng)在人工智能大會現(xiàn)場觀察到,Movidius 的 Myriad 2 VPU 也已經(jīng)被用于華睿 S5 工業(yè)級智能相機中,該相機還具備讀碼/定位/匹配/測量/ OCR 等算法,可廣泛適用于各種工業(yè)應用場景。而英特爾在今年 7 月發(fā)布的 Movidius 神經(jīng)計算棒,也已經(jīng)被數(shù)家廠商用于訓練過的深度學習加速中。
實際上,英特爾旗下的諸多人工智能產(chǎn)品,已經(jīng)被包括微軟、Facebook、百度、阿里巴巴和騰訊等在內的諸多合作伙伴應用于醫(yī)療、智能相機、云計算、服務器、智能音箱、機器人等一系列的產(chǎn)品和應用中;可以說,英特爾已經(jīng)快速實現(xiàn)了人工智能的落地,這也從諸多方面正好契合了英特爾在本次人工智能大會上所提出的“釋放 AI 潛力”的主旨。
英特爾人工智能的未來
雖然在人工智能領域已經(jīng)小有所成,但是英特爾并沒有停止前進的步伐,而是在多種技術層面不斷探索。
在本次英特爾人工智能大會上,英特爾中國研究院院長宋繼強上臺介紹了英特爾此前已經(jīng)公布的 Loihi 神經(jīng)元測試芯片。Loihi 得名于夏威夷海底的一座火山,它由 128 個計算核心構成,每個核心集成 1024 個人工神經(jīng)元,整個芯片擁有超過個 13 萬個神經(jīng)元與 1.3 億個突觸連接。
雖然無法與擁有超 800 億個神經(jīng)元的人腦相比,但是宋繼強表示,Loihi 代表著未來人工智能芯片的發(fā)展方向。其原因在于,Loihi 芯片能夠像大腦一樣通過脈沖或尖峰傳遞信息,并根據(jù)這些信息調節(jié)突觸強度,能模仿大腦,通過環(huán)境中各種反饋信息進行自主學習、下達指令。該芯片適用于無人機與自動駕駛、紅綠燈自適應路面交通狀況,用攝像頭尋找失蹤人口等任務;不過英特爾目前尚未制造出 Loihi 芯片,但已用 FPGA 芯片進行了硬件模擬測試。
在 FPGA 領域,英特爾正在探索利用自有 10 納米(10nm)FinFET 制程技術制造的 FPGA 產(chǎn)品(代號為“Falcon Mesa”)。據(jù)了解,F(xiàn)alcon Mesa FPGA 產(chǎn)品將支持 112Gbps 串行收發(fā)器鏈路,以及包括 PCI Express Gen4 x16 在內的***外圍設備互聯(lián)技術,可面向下一代數(shù)據(jù)中心,提供高達每通道 16GT/s 的數(shù)據(jù)傳輸率。它們未來將被用于滿足數(shù)據(jù)中心、無線 5G、網(wǎng)絡功能虛擬化(NFV)、汽車、工業(yè)和軍事/航天應用的加速和計算需求。
另外,英特爾還在實驗室里開發(fā)了 3D 人臉面部表情捕捉技術,可以實現(xiàn)對視頻人臉的自動檢測與識別,精準重建 3D人臉,并實時跟蹤面部表情變化,將預先設計好的特效素材附在 3D 人臉上,重新渲染到 MV 視頻中,從而達到驚人的臉部特效。實際上,在 10 月下旬的英特爾品牌之夜上,歌手李宇春就在表演中“嘗鮮”試用了這一技術。
***一點不得不提的是,在對自有業(yè)務進行前沿的探索之外,英特爾還通過對外投資來構建自己的人工智能行業(yè)矩陣。僅僅在今年 10 月份,英特爾就宣布了對 15 家科技創(chuàng)業(yè)公司的投資,涵蓋人工智能、網(wǎng)絡安全和自主化機器等多個領域;這其中,就有來自中國的地平線公司,這家公司提供的是低功耗高性能的嵌入式人工智能解決方案。
綜合來看,面對人工智能大潮的到來,英特爾憑借快速的轉型和廣泛的布局,已經(jīng)為自己在人工智能時代贏得了一張門票;而數(shù)據(jù)洪流和行業(yè)應用的到來,反過來又為英特爾在人工智能時代的快速發(fā)展提供了機遇。毫無疑問,至少在可預見的未來一段時間里,人工智能將越來越成為英特爾業(yè)務發(fā)展的一個核心關鍵詞,而英特爾的技術探索之路仍將繼續(xù),我們拭目以待。