人工智能導(dǎo)論-課件 第4章 算力讓人工智能“大腦”更強(qiáng)大

《人工智能導(dǎo)論》第四章算力讓人工智能“大腦”更強(qiáng)大目錄3我國(guó)AI芯片的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀1芯片基礎(chǔ)知識(shí)2人工智能芯片第一節(jié)芯片是人工智能的算力基礎(chǔ)芯片的基礎(chǔ)知識(shí)1情景導(dǎo)入你身邊哪些設(shè)備上存在有芯片？

1.芯片基礎(chǔ)知識(shí)通常所說(shuō)的“芯片”是指集成電路（IntegratedCircuit，簡(jiǎn)稱(chēng)IC）。它是微電子技術(shù)的主要產(chǎn)品，是現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)。我們通常所接觸的電子產(chǎn)品，包括通信、計(jì)算機(jī)、智能化系統(tǒng)、自動(dòng)控制、空間技術(shù)、電臺(tái)、電視等都是在微電子技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，芯片是算力的核心，芯片之于電子設(shè)備的地位，相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)之于汽車(chē)。1.芯片基礎(chǔ)知識(shí)芯片的分類(lèi)按照性質(zhì)分類(lèi)：數(shù)字芯片、模擬芯片按照用途分類(lèi)：計(jì)算機(jī)芯片、家電芯片、手機(jī)芯片、醫(yī)療芯片等按照功能分類(lèi)：處理芯片、存儲(chǔ)芯片1.芯片基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)中主要芯片類(lèi)型微處理芯片微處理芯片，又稱(chēng)微處理器（英語(yǔ)：Microprocessor，縮寫(xiě)：μP或uP）是可編程特殊集成電路。該芯片所有組件小型化至一塊或數(shù)塊集成電路內(nèi)，可在其一端或多端接受編碼指令，執(zhí)行此指令并輸出描述其狀態(tài)的信號(hào)。這些指令能在內(nèi)部輸入、集中或存放起來(lái)。如中央處理器，CPU。1.芯片基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)中主要芯片類(lèi)型接口芯片這里的接口，特指硬件類(lèi)接口，是指同一計(jì)算機(jī)不同功能層之間的通信規(guī)則。接口芯片是指內(nèi)有接口電路的芯片。功能特點(diǎn)有：設(shè)置數(shù)據(jù)的寄存、緩沖邏輯，以適應(yīng)CPU與外設(shè)之間的速度差異，接口通常由一些寄存器或RAM芯片組成，如果芯片足夠大還可以實(shí)現(xiàn)批量數(shù)據(jù)的傳輸；進(jìn)行信息格式的轉(zhuǎn)換，例如串行和并行的轉(zhuǎn)換；協(xié)調(diào)CPU和外設(shè)兩者在信息的類(lèi)型和電平的差異設(shè)置中斷和直接存儲(chǔ)區(qū)訪(fǎng)問(wèn)控制邏輯，以保證在中斷和DMA允許的情況下產(chǎn)生中斷和DMA請(qǐng)求信號(hào)，并在接受到中斷和DMA應(yīng)答之后完成中斷處理和DMA傳輸。1.芯片基礎(chǔ)知識(shí)存儲(chǔ)器芯片存儲(chǔ)器芯片又稱(chēng)存儲(chǔ)器（Memory），是現(xiàn)代信息技術(shù)中用于保存信息的記憶設(shè)備。其概念很廣，有很多層次，在數(shù)字系統(tǒng)中，只要能保存二進(jìn)制數(shù)據(jù)的都可以是存儲(chǔ)器；在集成電路中，一個(gè)沒(méi)有實(shí)物形式的具有存儲(chǔ)功能的電路也叫存儲(chǔ)器，如RAM、FIFO等；在系統(tǒng)中，具有實(shí)物形式的存儲(chǔ)設(shè)備也叫存儲(chǔ)器，如內(nèi)存條、TF卡等。1.芯片基礎(chǔ)知識(shí)芯片的構(gòu)成及原理芯片的襯底材料是具有n-或p-型的輕摻雜質(zhì)單晶硅層。它起兩個(gè)作用，一是作為在其上面和內(nèi)部制造集成電路的物理介質(zhì)，另一作用是作為電路本身的一部分，構(gòu)成芯片核心的半導(dǎo)體電路和微型晶體管通過(guò)沉積或刻蝕直接構(gòu)建在單晶硅表面上。芯片的工作速度與芯片內(nèi)電路之間信號(hào)傳送路程的長(zhǎng)短有關(guān)，路程越短速度越快，反之則越慢。芯片的工作時(shí)間單位是以納秒計(jì)量的。芯片中的電路越緊密地?cái)D在一起，芯片的工作速度越快，而且由于更多的電路被設(shè)計(jì)在同樣面積的硅片上，芯片的功能更強(qiáng)。實(shí)際中芯片所做的工作都是由晶體管完成的。1.芯片基礎(chǔ)知識(shí)芯片的制作過(guò)程1.芯片基礎(chǔ)知識(shí)芯片的制作過(guò)程氧化過(guò)程1.芯片基礎(chǔ)知識(shí)芯片的制作過(guò)程光刻過(guò)程1.芯片基礎(chǔ)知識(shí)芯片發(fā)展的瓶頸隨著人工智能適用范圍的不斷擴(kuò)大，計(jì)算量也相應(yīng)地一直在持續(xù)增長(zhǎng)。芯片是提供算力的基礎(chǔ)。更高計(jì)算能力的實(shí)現(xiàn)，需要在芯片上布控更多的晶體管。晶體管越小，芯片上可放置的晶體管越多，性能也將越高。所以，芯片的發(fā)展就是晶體管不斷變小的過(guò)程。晶體管的尺寸無(wú)法無(wú)限縮小，芯片的性能提升速度也不是一成不變，而是受限于摩爾定律和制程工藝。1.芯片基礎(chǔ)知識(shí)摩爾定律當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。由英特爾名譽(yù)董事長(zhǎng)戈登·摩爾(GordonMoore)在1965年提出。是一個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并不是客觀(guān)規(guī)律。隨著芯片性能的快速發(fā)展陷入瓶頸期，摩爾定律正逐漸失效。1.芯片基礎(chǔ)知識(shí)制程工藝制程工藝是指IC內(nèi)電路與電路之間的距離。現(xiàn)在半導(dǎo)體工藝上所說(shuō)的“多少nm”的工藝其實(shí)是指線(xiàn)寬，也就是芯片上的最基本功能單位門(mén)電路的寬度。因?yàn)閷?shí)際上門(mén)電路之間連線(xiàn)的寬度同門(mén)電路的寬度相同，所以線(xiàn)寬可以描述制造工藝。截止2022年，目前臺(tái)積電已經(jīng)可實(shí)現(xiàn)3nm制程工藝量產(chǎn)。1.芯片基礎(chǔ)知識(shí)芯片的發(fā)展方向先進(jìn)制程迭代為新的應(yīng)用設(shè)計(jì)專(zhuān)用芯片：AI芯片、云計(jì)算、邊緣計(jì)算等人工智能芯片2AI芯片的定義和分類(lèi)GPU（GraphicsProcessingUnit，圖形處理器）FPGA（FieldProgrammableGateArray，可編程邏輯門(mén)陣列）ASIC（Application-SpecificIntegratedCircuit）類(lèi)腦芯片2人工智能芯片CPUCPU作為運(yùn)算和控制核心，在未來(lái)高性能計(jì)算中將更多與其他專(zhuān)用芯片搭配使用。CPU由于要兼顧運(yùn)算和控制功能，內(nèi)部大量晶體管用于構(gòu)建控制電路（比如分支預(yù)測(cè)等）和高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache），單從運(yùn)算性能和效率上來(lái)說(shuō)并不是計(jì)算芯片的最佳選擇。由于之前人工智能高性能計(jì)算需求尚未集中出現(xiàn)，普通的機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)需求用傳統(tǒng)CPU服務(wù)器也可以滿(mǎn)足。2人工智能芯片CPU根據(jù)Intel內(nèi)部報(bào)告統(tǒng)計(jì)，2016年服務(wù)器市場(chǎng)中有7%被用于人工智能產(chǎn)業(yè)，其中60%用于普通機(jī)器學(xué)習(xí)，40%用于深度學(xué)習(xí)，普通機(jī)器學(xué)習(xí)中97%使用傳統(tǒng)CPU架構(gòu)，1%使用CPU+GPU架構(gòu)；深度學(xué)習(xí)中91%使用傳統(tǒng)CPU架構(gòu)，7%采用CPU+GPU架構(gòu)。未來(lái)隨著人工智能對(duì)計(jì)算性能和低能耗要求越來(lái)越高，以及GPU、FPGA、ASIC專(zhuān)用芯片等產(chǎn)品不斷成熟，CPU在人工智能專(zhuān)用計(jì)算領(lǐng)域占比預(yù)計(jì)將越來(lái)越低，但其作為計(jì)算系統(tǒng)控制核心將更多的與其他專(zhuān)用計(jì)算芯片搭配使用。主流的CPU廠(chǎng)商有Intel、AMD公司。2人工智能芯片GPUGPU又稱(chēng)顯示核心、視覺(jué)處理器、顯示芯片，是一種專(zhuān)門(mén)在個(gè)人電腦、工作站、游戲機(jī)和手機(jī)平板電腦等移動(dòng)設(shè)備上進(jìn)行圖像運(yùn)算工作的微處理器。隨著通用計(jì)算技術(shù)發(fā)展，GPU的功能已經(jīng)不再局限于圖形處理了，在浮點(diǎn)運(yùn)算、并行計(jì)算等高性能計(jì)算方面開(kāi)始有廣泛的應(yīng)用。GPU在分類(lèi)上主要分為集成顯卡和獨(dú)立顯卡。2人工智能芯片

GPUGPU的特點(diǎn)：GPU的計(jì)算能力遠(yuǎn)超CPUGPU的并行數(shù)據(jù)處理流程大幅提高運(yùn)算能力GPU的共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)可提高線(xiàn)程間通信速度GPU的高速全局內(nèi)存可進(jìn)一步提升運(yùn)算速度GPU擁有完備的人工智能計(jì)算軟件生態(tài)主流的GPU廠(chǎng)商：NVIDIA，AMD公司，景嘉微移動(dòng)端GPU廠(chǎng)商：ARM、Imagination2人工智能芯片

FPGAFPGA，可編程邏輯門(mén)陣列。FPGA采用了邏輯單元陣列LCA（LogicCellArray）這樣一個(gè)概念，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB（ConfigurableLogicBlock）、輸出輸入模塊IOB（InputOutputBlock）和內(nèi)部連線(xiàn)（Interconnect）三個(gè)部分。2人工智能芯片

FPGAFPGA具有可編程、高性能和低功耗三大優(yōu)點(diǎn)。GPU、CPU等常用計(jì)算芯片由于架構(gòu)固定，硬件原生支持的指令也是固定的。FPGA是可編程的，可以靈活地針對(duì)算法修改電路，提前把固定算法的數(shù)據(jù)流以及執(zhí)行指令寫(xiě)在硬件里，節(jié)約了指令獲取和解碼時(shí)間從而大幅提高運(yùn)算效率。FPGA供應(yīng)商：Xilinx（賽靈思）、Altera、Microsemi、Lattice、深鑒科技等公司。2人工智能芯片

ASICASIC，專(zhuān)用集成電路，是指應(yīng)特定用戶(hù)要求或特定電子系統(tǒng)的需要而設(shè)計(jì)、制造的集成電路。ASIC用于專(zhuān)門(mén)的任務(wù)，比如去除噪聲的電路，播放視頻的電路。ASIC不可更改任務(wù)，但與通用集成電路相比具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)越性：體積更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增強(qiáng)、成本低。2人工智能芯片

ASIC-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器是ASIC專(zhuān)用電路在人工智能領(lǐng)域的應(yīng)用形態(tài)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器從硬件方向?qū)ι窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，把處理器內(nèi)部功能部件當(dāng)作神經(jīng)元，把內(nèi)存作為突觸，一條指令即可完成一組神經(jīng)元的處理，并對(duì)神經(jīng)元和突觸數(shù)據(jù)在芯片上的傳輸提供了一系列專(zhuān)門(mén)的支持。2人工智能芯片

ASIC-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器被認(rèn)為全面優(yōu)于傳統(tǒng)芯片是人工智能計(jì)算終極解決方案，華為、蘋(píng)果最新產(chǎn)品推出標(biāo)志其進(jìn)入實(shí)用化階段。谷歌公司、IBM、中國(guó)的北京寒武紀(jì)科技有限公司、北京比特大陸科技有限公司、北京地平線(xiàn)信息技術(shù)有限公司等公司也都推出了用于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速的ASIC芯片。2人工智能芯片類(lèi)腦仿生芯片類(lèi)腦仿生芯片的主流理念是采用神經(jīng)擬態(tài)工程設(shè)計(jì)的神經(jīng)擬態(tài)芯片。神經(jīng)擬態(tài)芯片采用電子技術(shù)模擬已經(jīng)被證明的生物腦的運(yùn)作規(guī)則，從而構(gòu)建類(lèi)似于生物腦的電子芯片，即“仿生電子腦”。類(lèi)腦放生芯片目前仍然是其技術(shù)成熟度的早期階段，但是它代表了AI芯片的一個(gè)很有前景的長(zhǎng)期方向。2人工智能芯片AI芯片關(guān)鍵特征新型的計(jì)算范式訓(xùn)練和推斷大數(shù)據(jù)處理能力數(shù)據(jù)精度可重構(gòu)的能力開(kāi)發(fā)工具2人工智能芯片人工智能開(kāi)發(fā)應(yīng)用不同階段

人工智能應(yīng)用通常涉及“訓(xùn)練”和“預(yù)測(cè)決策”兩個(gè)過(guò)程。訓(xùn)練過(guò)程是指在已有數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，建立識(shí)別或預(yù)測(cè)某個(gè)目標(biāo)任務(wù)模型的過(guò)程；而預(yù)測(cè)決策過(guò)程則是指對(duì)新的數(shù)據(jù)，使用已經(jīng)訓(xùn)練的模型完成特定任務(wù)，比如垃圾郵件分類(lèi)、人臉識(shí)別等。訓(xùn)練和預(yù)測(cè)有很多類(lèi)似的基本運(yùn)算，都需要具有大量的并行處理，高內(nèi)存帶寬和低延遲操作，同時(shí)兩者在計(jì)算和存儲(chǔ)資源方面又存在個(gè)性化的硬件需求。2人工智能芯片神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在訓(xùn)練階段的硬件需求神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過(guò)程對(duì)精度非常依賴(lài)，因?yàn)樗苯佑绊戭A(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度。所以，支持訓(xùn)練的硬件必須支持具有較長(zhǎng)字長(zhǎng)的浮點(diǎn)數(shù)或定點(diǎn)數(shù)。另外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在訓(xùn)練中通常同時(shí)包括正向和反向的計(jì)算過(guò)程，并進(jìn)行多次迭代，計(jì)算量要求非常高。這就需要支持訓(xùn)練的芯片不僅要具有強(qiáng)大的單芯片計(jì)算能力，還要具備很好的擴(kuò)展性，可以通過(guò)多芯片系統(tǒng)提供更強(qiáng)大的計(jì)算能力。2人工智能芯片神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在預(yù)測(cè)階段的硬件需求使用已訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)決策時(shí)，運(yùn)算和存儲(chǔ)的需求都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于訓(xùn)練。但由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的應(yīng)用場(chǎng)景多種多樣，模型部署的設(shè)備可以在從云到端，如數(shù)據(jù)中心、自動(dòng)駕駛汽車(chē)、智慧家庭和IoT設(shè)備等，其需求和約束呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)。對(duì)于多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，速度、能效、安全和硬件成本等是最重要的考慮因素，而模型的準(zhǔn)確度和數(shù)據(jù)精度則可以依具體情況適當(dāng)降低。2人工智能芯片AI芯片發(fā)展現(xiàn)狀云端AI計(jì)算邊緣AI計(jì)算云和端的結(jié)合2人工智能芯片AI芯片發(fā)展趨勢(shì)云端訓(xùn)練和推斷：大存儲(chǔ)、高性能、可伸縮邊緣設(shè)備：把效率推向極致軟件定義芯片2人工智能芯片我國(guó)AI芯片的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀3我國(guó)AI芯片發(fā)展現(xiàn)狀目前中國(guó)人工智能?chē)?guó)產(chǎn)芯片相對(duì)薄弱，國(guó)內(nèi)CPU、GPU民用市場(chǎng)幾乎被Intel、AMD和NVIDIA三家巨頭全部占據(jù)。高端FPGA市場(chǎng)也主要被Xilinx、IntelPSG（原Altera）、Microsemi（原Actel）、Lattice等海外公司占據(jù)。海外國(guó)家對(duì)芯片技術(shù)管控嚴(yán)格，美歐等發(fā)達(dá)國(guó)家出于安全和技術(shù)保護(hù)對(duì)我國(guó)高端芯片進(jìn)口以及技術(shù)獲取設(shè)置了各種障礙，并多次阻止中國(guó)企業(yè)和基金收購(gòu)海外芯片業(yè)務(wù)，如2017年9月13號(hào)特朗普總統(tǒng)否決了中資私募股權(quán)基金CanyonBridgeCapitalPartner收購(gòu)美國(guó)FPGA廠(chǎng)商Lattice，2016年在美國(guó)干預(yù)下中國(guó)宏芯基金收購(gòu)德國(guó)芯片制造商Aixtron失敗等。3我國(guó)AI芯片的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀我國(guó)AI芯片產(chǎn)業(yè)圖譜芯片設(shè)計(jì)海思、寒武紀(jì)、比特大陸等芯片制造中芯國(guó)際等工具開(kāi)發(fā)與封裝測(cè)試下游應(yīng)用云端、自動(dòng)駕駛、智能手機(jī)、無(wú)人機(jī)、智能、安防等3我國(guó)AI芯片的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀我國(guó)AI芯片產(chǎn)業(yè)政策3我國(guó)AI芯片的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀時(shí)間政策主要內(nèi)容2015年3月《2015年工業(yè)強(qiáng)其轉(zhuǎn)型行動(dòng)實(shí)施方案》力爭(zhēng)2025年左右實(shí)現(xiàn)70%的核心其礎(chǔ)零部件(元器件)、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料自主保障，部分達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。2015年5月《中國(guó)制造2025》2020年中國(guó)芯片自給率要達(dá)到40%，2025年要達(dá)到50%2016年5月《“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能三年行動(dòng)實(shí)施方案》對(duì)人工智能芯片發(fā)展方向提出多項(xiàng)要求，并促進(jìn)智能終端、可穿戴設(shè)備的推廣落地。2019年3月《關(guān)于促進(jìn)人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合的指導(dǎo)意見(jiàn)》把握新一代人工智能的發(fā)展特點(diǎn)，結(jié)合不同行業(yè)，不同區(qū)域特點(diǎn)，探索創(chuàng)新成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化的路徑和方法，構(gòu)建效據(jù)驅(qū)動(dòng)、人機(jī)協(xié)同、跨界融合、共創(chuàng)分享的智能經(jīng)濟(jì)形態(tài)。2021年3月《“十四五”規(guī)劃綱要和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)要》“十四五”期間，我國(guó)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)將著重構(gòu)建開(kāi)源算法平臺(tái)、并在學(xué)習(xí)推理與決策、圖像圖形等重點(diǎn)領(lǐng)域要》進(jìn)行創(chuàng)新，聚焦高端芯片等關(guān)鍵領(lǐng)域。2022年8月《關(guān)于支持建設(shè)新一代人工智能示范應(yīng)用場(chǎng)景的通知》堅(jiān)持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，充分發(fā)揮人工智能賦能經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的作用，圍繞構(gòu)建全鏈條、全過(guò)程的人工智能行業(yè)應(yīng)用生態(tài)，支持一批基礎(chǔ)較好的人工智能應(yīng)用場(chǎng)景，加強(qiáng)研發(fā)上下游配合與新技術(shù)集成，打造形成一批可復(fù)制、可推廣的標(biāo)桿型示范應(yīng)用場(chǎng)景。首批支持建設(shè)十個(gè)示范應(yīng)用場(chǎng)景在政策大力支持下，國(guó)內(nèi)人工智能芯片市場(chǎng)發(fā)展迅猛。艾媒數(shù)據(jù)智研咨詢(xún)報(bào)告顯示，2022年我國(guó)人工智能芯片市場(chǎng)規(guī)模為850.2億元，未來(lái)5G商用的普及將催生AI芯片在軍用、民用等多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用需求，中國(guó)政府也有望趁5G的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，傾注大量資源發(fā)展AI芯片，搶占科技戰(zhàn)略制高點(diǎn)。在政策、市場(chǎng)、技術(shù)等合力作用下，中國(guó)AI芯片行業(yè)將快速發(fā)展，在國(guó)際上的話(huà)語(yǔ)權(quán)也將持續(xù)加強(qiáng)，預(yù)計(jì)2023年市場(chǎng)規(guī)模將突破千億元。國(guó)內(nèi)外差距大英偉達(dá)領(lǐng)跑行業(yè)英偉達(dá)一家獨(dú)大全球云端訓(xùn)練芯片市場(chǎng)目前英偉達(dá)的GPU+CUDA計(jì)算平臺(tái)是最成熟的AI訓(xùn)練方案云端推斷芯片百家爭(zhēng)鳴，各有千秋3我國(guó)AI芯片的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外差距大英偉達(dá)領(lǐng)跑行業(yè)英偉達(dá)一家獨(dú)大全球云端訓(xùn)練芯片市場(chǎng)目前英偉達(dá)的GPU+CUDA計(jì)算平臺(tái)是最成熟的AI訓(xùn)練方案云端推斷芯片百家爭(zhēng)鳴，各有千秋3我國(guó)AI芯片的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商不斷發(fā)力華為引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展3我國(guó)AI芯片的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商不斷發(fā)力華為引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展3我國(guó)AI芯片的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀現(xiàn)階段我國(guó)的AI芯片技術(shù)發(fā)展越來(lái)越具有自主性，產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)向好。隨著不同領(lǐng)域?qū)I專(zhuān)用芯片的需求增大，尤其以云平臺(tái)、智能汽車(chē)、機(jī)器人等人工智能領(lǐng)域?yàn)榇?，AI芯片的應(yīng)用場(chǎng)景也將會(huì)越來(lái)越豐富。寒武紀(jì)新興的人工智能ASIC專(zhuān)用芯片領(lǐng)域國(guó)內(nèi)技術(shù)處于比較領(lǐng)先的地位。寒武紀(jì)科技公司是全球第一個(gè)成功流片并擁有成熟產(chǎn)品的智能芯片公司，主要產(chǎn)品是各類(lèi)智能云服務(wù)器、智能終端以及智能機(jī)器人的核心處理器芯片。4國(guó)內(nèi)外AI芯片戰(zhàn)略寒武紀(jì)中科寒武紀(jì)設(shè)有兩大產(chǎn)品線(xiàn)：終端：世界首款商用深度學(xué)習(xí)處理器CAMBRICON-1A系列IP產(chǎn)品可授權(quán)集成到手機(jī)、安防、可穿戴設(shè)備、無(wú)人機(jī)、智能駕駛、智能機(jī)器人等終端芯片中，華為發(fā)布全球首款手機(jī)AI芯片麒麟970，搭載的NPU據(jù)稱(chēng)正是寒武紀(jì)科技的CAMBRICON-1A處理器。智能云服務(wù)器芯片：作為PCIE加速卡插在云服務(wù)器上，主要面向中科曙光、浪潮信息等服務(wù)器廠(chǎng)商。4國(guó)內(nèi)外AI芯片戰(zhàn)略

華為華為麒麟970芯片，是華為發(fā)布全球首款A(yù)I移動(dòng)芯片，搶先一步占領(lǐng)AI芯片制高點(diǎn)。2017年9月2日，華為在德國(guó)IFA發(fā)布全球首款麒麟970移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)，引起業(yè)界廣泛關(guān)注。2018年8月31日，華為于德國(guó)柏林IFA2108發(fā)布新一代麒麟芯片——麒麟980，這是全球首款商用7nmSoC，代表著麒麟芯片的最高水平。預(yù)計(jì)，麒麟980將在CPU、GPU性能上再次大幅提升，同時(shí)對(duì)內(nèi)置NPU神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算單元進(jìn)行升級(jí)，變得更加“聰明”。2019年5月17日，由于華為被美國(guó)商務(wù)部列入管制“實(shí)體名單”，將無(wú)法向美國(guó)企業(yè)購(gòu)買(mǎi)元器件，華為宣布全面使用自主研發(fā)的芯片，進(jìn)行科技自立。4國(guó)內(nèi)外AI芯片戰(zhàn)略習(xí)題單選專(zhuān)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器芯片屬于以下哪種類(lèi)型的芯片（）A.CPUB.FPGAC.GPUD.ASIC正確答案：D云計(jì)算2情景導(dǎo)入什么是云計(jì)算？情景導(dǎo)入2.1.1

云計(jì)算的概念

定義：沒(méi)有統(tǒng)一的定義和標(biāo)準(zhǔn)，它是一種動(dòng)態(tài)的易擴(kuò)展的且通常是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供虛擬化的資源計(jì)算方式。理念：切皆是服務(wù)，任何通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能夠提供給用戶(hù)服務(wù)都可以成為云計(jì)算的應(yīng)用形式，而用戶(hù)在使用這些服務(wù)時(shí)采取“租用”的形式進(jìn)行付費(fèi)。核心資源：“云”是一些可以自我維護(hù)和管理的虛擬計(jì)算資源，通常為一些大型服務(wù)器集群，包括計(jì)算服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、寬帶資源等。2云計(jì)算2.1.2

云計(jì)算的特征

2

云計(jì)算可靠性較強(qiáng)采取冗余方式則能夠降低錯(cuò)誤出現(xiàn)的概率多樣性服務(wù)用戶(hù)在服務(wù)選擇上具有更大空間，通過(guò)繳納不同的費(fèi)用來(lái)獲取不同層次的服務(wù)

編程便利性為用戶(hù)提供良好的編程模型，用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行程序制作可用性高對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行智能檢測(cè)，自動(dòng)排除問(wèn)題經(jīng)濟(jì)性同性能情況下，云計(jì)算平臺(tái)的構(gòu)建費(fèi)用與超級(jí)計(jì)算機(jī)的構(gòu)建費(fèi)用相比要低很多2.2.1云計(jì)算分類(lèi)（一）2

云計(jì)算類(lèi)型特征案例公有云公有云用戶(hù)以付費(fèi)的方式，根據(jù)業(yè)務(wù)需要彈性使用IT分配的資源，用戶(hù)不需要自己構(gòu)建硬件、軟件等基礎(chǔ)設(shè)施和后期維護(hù)。阿里云、亞馬遜云、微軟云私有云組織自行組建數(shù)據(jù)中心為組織內(nèi)部使用，既是運(yùn)營(yíng)者，也是使用者。某銀行系統(tǒng)中數(shù)據(jù)云混合云將公有云和私有云進(jìn)行整合，吸納二者的優(yōu)點(diǎn)。既能利用企業(yè)在IT基礎(chǔ)設(shè)施的巨大投入，又能解決公有云帶來(lái)的數(shù)據(jù)安全等問(wèn)題，是避免企業(yè)變成信息孤島的最佳解決方案。12306火車(chē)票購(gòu)票網(wǎng)站按照是否公開(kāi)發(fā)布服務(wù)劃分習(xí)題2

云計(jì)算[多選]12306火車(chē)票購(gòu)票網(wǎng)站使用混合云的優(yōu)點(diǎn)有（）。A.能利用阿里云在IT基礎(chǔ)設(shè)施的巨大投入B.解決公有云帶來(lái)的數(shù)據(jù)安全等問(wèn)題C.把公有云和私有云進(jìn)行整合，吸納二者的優(yōu)點(diǎn)D.用戶(hù)體驗(yàn)更好答案：ABCD2.2.1云計(jì)算分類(lèi)（二）Iaas(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))Paas(平臺(tái)即服務(wù))Saas(軟件即服務(wù))2

云計(jì)算從用戶(hù)體驗(yàn)的角度劃分習(xí)題2

云計(jì)算[單選]消費(fèi)者可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)從完善的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施獲取服務(wù)，這指的是云計(jì)算服務(wù)中的（）。A.IaasB.PaasC.SaasD.Daas答案：A2.3.1云計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)2

云計(jì)算經(jīng)濟(jì)實(shí)惠方便易用安全性高綠色環(huán)保計(jì)算能力強(qiáng)資源共享2.3.2云計(jì)算的挑戰(zhàn)2

云計(jì)算單擊此處添加標(biāo)題123云中心的資源高度集中，最容易成為黑客的攻擊目標(biāo)。云中心會(huì)受到由不可抗力的自然因素所引起的偶發(fā)因素影響，比如數(shù)據(jù)毀滅。數(shù)據(jù)安全云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)隱私權(quán)與知識(shí)產(chǎn)權(quán)全球各大IT巨頭都爭(zhēng)相投入云計(jì)算的建設(shè)浪潮之中，但往往是各自為政，無(wú)統(tǒng)一架構(gòu)方案和統(tǒng)一服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。比如華為云和阿里云之間的替換性問(wèn)題。黑客攻擊導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露“云”中的數(shù)據(jù)對(duì)于服務(wù)提供方的技術(shù)和管理人員來(lái)說(shuō)是透明的云服務(wù)商可隨意對(duì)受知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工修改或者刪除2.4.1云計(jì)算的技術(shù)走向虛擬化云操作系統(tǒng)。可以將數(shù)據(jù)中心多臺(tái)服務(wù)器的CPU、內(nèi)存和磁盤(pán)等物理資源整合起來(lái)，以虛擬化的方式提供給傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)和構(gòu)建在其上的應(yīng)用程序。分布式云操作系統(tǒng)。把數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器看作是多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)或多個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)分布式的存儲(chǔ)機(jī)制和計(jì)算框架，為應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的服務(wù)。2

云計(jì)算2.4.2云計(jì)算的未來(lái)應(yīng)用方向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)方面。如微軟公司推出的“LiveMesh”終端整合服務(wù)；Google公司推出的Android系統(tǒng)平臺(tái)和終端；華為云推出的彈性云端環(huán)境、資源全生命周期管理、數(shù)據(jù)安全等服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)方面。如智能化交通利用云計(jì)算技術(shù)對(duì)交通運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行改造；公安物聯(lián)系統(tǒng)采用云計(jì)算技術(shù)對(duì)大量前端感應(yīng)系統(tǒng)所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理和計(jì)算。2

云計(jì)算人工智能開(kāi)發(fā)平臺(tái)33.1

人工智能開(kāi)發(fā)平臺(tái)概念3

人工智能開(kāi)發(fā)平臺(tái)人工智能開(kāi)發(fā)平臺(tái)是集成了AI算法、算力