“芯经济”还是“芯动力”?Intel如何再次推动未来

“芯经济”还是“芯动力”?Intel如何再次推动未来

老李头 / 2023-09-25 17:48244633

今年以来,以ChatGPT为代表的生成式AI大模型持续火热。在AIGC技术浪潮席卷之际,无论是大模型厂商OpenAI,还是算力“卖铲人”英伟达都站在了聚光灯下,谷歌、Meta等硅谷巨头也不甘人后,拿出了自己的AIGC相关产品。就在近日,芯片巨头英特尔也开启了它的“Bringing AI Everywhere”之路。

2023919日,英特尔on技术创新大会在美国加州圣何塞市开幕,大会上英特尔围绕“AI无处不在”、“芯经济”等概念发布了一系列全新技术及产品,涵盖了硬件、软件、服务和生态等多个方面,体现了英特尔对AI的全面布局和投入。

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热点科技也来到了美国加利福尼亚活动现场,为您带来了一系列最新鲜的一手报道和领袖人物专访,为您解读英特尔如何围绕AI展开新的布局、AI将如何惠及普通人、Intel如何让开发者成为“芯经济”的驱动者。让我们从一切的基础——芯片说起……

以硬件为基石提升AI性能,以创新发展赋能“芯经济”

大会第一天,英特尔公司首席执行官帕特·基辛格(Pat Gelsinger)在开幕主题演讲中表示:“AI代表着新时代的到来。AI正在催生全球增长的新时代,在新时代中,算力起着更为重要的作用,让所有人迎来更美好的未来。”很明显,想要实现更加高效的AI表现,必然需要更强硬件提供算力支撑。

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1.创新技术突破极限,摩尔定律强势归来

摩尔定律是指集成电路上可容纳的晶体管数目,每隔约18-24个月便会增加一倍,而性能也将提升一倍。但事实上,摩尔定律更重要的是整个数字经济能够按照摩尔定律、按照“芯经济”的规律去规划自己的产品,规划自己的市场,进而形成一整套相关的应用生态及其市场,这是摩尔定律以及工艺制程发展对于“芯经济”更重要的意义所在。 

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此前很长一段时间中,这一定律曾经指导了半导体行业的发展,但近些年来由于物理极限和技术挑战,摩尔定律的速度放缓甚至停滞。然而,英特尔在此次大会中,通过其在制程、封装和多芯粒解决方案领域的最新进展告诉我们:英特尔并没有放弃摩尔定律,而是通过不断的创新重新点燃了摩尔定律的火花。 

大会上,基辛格表示,英特尔“4年5个制程节点”计划顺利,Intel 7已经实现大规模量产,Intel 4已经生产准备就绪,Intel 3也在按计划推进中,目标是2023年年底。 

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不仅如此,作为摩尔定律归来的证明,英特尔展示了基于Intel 20A制程节点打造的英特尔Arrow Lake处理器的首批测试芯片。Intel 20A将采用全新的PowerVia背面供电技术和RibbonFET晶体管,预计于2024年面向客户端市场推出,可以看出英特尔继续领导芯片制造技术的雄心和为此做出的准备。

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事实上,英特尔向前推进摩尔定律的一个重要路径是采用了新的材料和封装技术,玻璃基板(glass substrates)就是英特尔在本周刚刚宣布的一个“里程碑式的成就”。玻璃基板是指用玻璃取代有机封装中的有机材料,与传统有机基材相比具有超低平坦度、良好的热稳定性及机械稳定性等。 

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组装好的英特尔玻璃基板测试芯片的球栅阵列(ball grid array)

据了解,这项技术不仅可以让所连晶体管互连密度提升十倍左右,还具有更好的光学、物理和机械属性,可以在封装过程中承受更高的温度,出现更小的图形形变,英特尔表示这一技术将会重新定义芯片封装的边界,能够为数据中心、人工智能和图形构建提供改变游戏规则的解决方案。

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事实上,英特尔已经在这一技术上投入了大约十年的时间,目前已经在美国亚利桑那州拥有了一条完整的集成玻璃研发线,其成本超过10亿美元。英特尔表示,未来几年内将继续推出玻璃基板,增加单个封装内的晶体管数量,助力满足AI等数据密集型高性能工作负载的需求,进而在2030年后继续推进摩尔定律。

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此外,英特尔还展示了基于通用芯粒高速互连开放规范(UCIe的测试芯片封装,该标准将让来自不同厂商的芯粒能够协同工作,从而以新型芯片设计满足不同AI工作负载的扩展需求。基辛格表示,摩尔定律的下一波浪潮将由多芯粒封装技术所推动,开放标准能够解决IP集成的障碍,它将很快变成现实。目前,UCIe开放标准已经得到了超过120家公司的支持。

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该测试芯片集成了基于Intel 3制程节点的英特尔UCIe IP芯粒,和基于TSMC N3E制程节点的Synopsys UCIe IP芯粒。这些芯粒通过EMIB(嵌入式多芯片互连桥接)先进封装技术互连在一起。英特尔代工服务(Intel Foundry Services)、TSMCSynopsys携手推动UCIe的发展,体现了三者支持基于开放标准的芯粒生态系统的承诺。

2.AI PC——颠覆PC的新变革

那么问题来了,新一轮AI将会给个人消费者带来怎样的体验变化呢?基辛格对此表示:“AI将通过PC融入我们的生活,从根本上改变、重塑和重构PC体验,释放人们的创造力和生产力。我们正迈向AI PC的新时代”这款号称“PC处理器线路图转折点”的酷睿Ultra处理器,亮点在于集成了一颗神经网络处理器(NPU),并通过独特的结构让传统的PC也能够在本地实现更强的AI加速体验。 

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不仅如此,作为首个采用Foveros封装技术的客户端芯粒设计,酷睿Ultra处理器除了NPU以及Intel 4制程节点在性能功耗比上的重大进步外,这款处理器还通过集成英特尔锐炫显卡,带来了独立显卡级别的性能,并能够合作协调CPU、GPU、NPU之间的调度,充分释放异构计算平台的算力。

大会现场,宏碁首席运营官高树国介绍了搭载酷睿Ultra处理器的宏碁笔记本电脑。高树国表示:“我们与英特尔团队合作,通过OpenVINO工具包共同开发了一套宏碁AI库,以充分利用英特尔酷睿Ultra平台,还共同开发了AI库,最终将这款产品带给用户。”

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事实上,PC迎来AI时代已经是一个可以预见的事情。酷睿Ultra的意义在于PC AI时代的个人用户将不再需要用云数据中心或极其顶尖的硬件来获取算力,也可以使用轻薄的笔记本享受AI为生活与工作带来的便利。“我认为AI PC是技术创新领域翻天覆地的变化”基辛格如此评价。

3.数据中心产品的创新实践——以性能推动“AI Everywhere”

除了消费级的酷睿Ultra,性能更强、效率更高的至强处理器也正在到来的路上。基辛格在演讲中提到了即将在今年12月14日发布的下一代英特尔至强可扩展处理器的全新细节,包括能效和性能方面的重大提升,将在相同功耗下为全球数据中心提高性能和存储速度。 

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不仅如此,具备高能效的能效核(E-core)处理器Sierra Forest将于2024年上半年上市。与第四代至强相比,拥有288核的该处理器预计将使机架密度提升2.5倍,每瓦性能提高2.4倍。

紧随Sierra Forest发布的是具备高性能的性能核(P-core)处理器Granite Rapids,与第四代至强相比,其AI性能预计将提高2到3倍。展望2025年,代号为Clearwater Forest的下一代至强能效核处理器将基于Intel 18A制程节点制造。 

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除了至强处理器以外,基辛格还介绍了一款完全采用英特尔至强处理器和4000个英特尔Gaudi2加速器打造的大型AI超级计算机,目前风靡全球的AIGC应用Stable Diffusion的开发商Stability AI便是其主要客户。

阿里云首席技术官周靖人也阐述了阿里巴巴如何将内置AI加速器的第四代英特尔至强可扩展处理器用于其生成式AI和大语言模型,即“阿里云通义千问大模型”。周靖人表示,英特尔技术“大幅缩短了模型响应时间,平均加速可达3倍”。 

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芯片的边界——量子芯片Tunnel Falls

除了这些已有的成果以外,英特尔也在此次发布会上重提了不久前在量子芯片上的进展。此前,英特尔发布了包含了12个硅自旋量子比特(silicon spin qubit)的量子芯片Tunnel Falls。硅自旋量子芯片,和正常的一个晶体管大小相似,但是比其他类型的量子比特小了100万倍,未来极有可能是量子计算的平台。

目前,英特尔将其当作一项战略重点来布局,帕特·基辛格表示,在英特尔的晶圆厂里,这颗芯片是在300毫米的硅晶圆上生产的出来的,还用上了极紫外光刻技术(EUV),以及栅极和接触层加工技术等等,有可能会成为未来的发展方向。

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以软件为纽带推动AI普及,让开发者成为“芯经济”的驱动者

“对开发者而言,这(AI)将带来巨大的社会和商业机遇,以创造更多可能,为世界上的重大挑战打造解决方案,并造福地球上每一个人。”基辛格对于“芯经济”的定义就是“在芯片和软件的推动下,正在不断增长的经济形态”。

而事实上软件、应用生态的建设更多地需要开发者进行,“未来的人工智能必须为整个生态系统可访问性、可扩展性、可见性、透明度和信任度的提升贡献力量。”对此英特尔也推出了一系列新的解决方案来帮助开发者提高生产力。

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把软硬件用起来——英特尔开发者云平台全面上线

基辛格宣布英特尔开发者云平台全面上线,英特尔开发者云平台帮助开发者利用最新的英特尔软硬件创新来进行AI开发,这其中包括用于深度学习的英特尔Gaudi2加速器,并授权他们使用英特尔最新的硬件平台,如第五代英特尔至强可扩展处理器和英特尔数据中心GPU Max系列1100和1550。 

该平台的优势之处在于,作为一个用于测试和构建AI高性能应用程序的云端平台,开发者在使用时可以构建、测试并优化AI以及HPC应用程序,他们还可以运行从小规模到大规模的AI训练、模型优化和推理工作负载,以实现高性能和高效率。

不仅如此,英特尔开发者云平台建立在oneAPI这一开放的支持多架构、多厂商硬件的编程模型基础之上,为开发者提供硬件选择,并摆脱了专有编程模型,以支持加速计算、代码重用和满足可移植性需求。

目前,英特尔已经全面上线了开发者云平台,并分享了与客户实际使用相关的细节信息。例如,美国国家航空航天局(NASA)利用该平台优化了其火星探测车Perseverance上搭载的摄像头系统。该系统利用AI技术进行自主导航、目标识别、图像压缩等功能,提高了火星探测任务的效率和安全性。

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在边缘支持AI——OpenVINO工具套件2023.1版及Strata项目

由于系统自动化和通过AI分析数据的需求在不断增长,边缘计算蕴含巨大机遇。基辛格宣布了英特尔发行版OpenVINO工具套件2023.1版的发布,OpenVINO是一个用于开发和部署基于视觉的AI应用程序的综合软件套件,支持多种模型格式、优化了模型压缩和量化、增加了对边缘设备的支持等,使得边缘AI的访问变得更加容易,为很多客户端和边缘平台上的开发人员提供了一个不错的选择。 

该版本包括针对跨操作系统和各种不同云解决方案的集成而优化的预训练模型,提供了多种AI框架和库,支持多种硬件平台,提供了大量免费工具及教程等。在使用英特尔开发者云平台时,开发者可以构建、测试并优化AI以及HPC应用程序,他们还可以运行从小规模到大规模的AI训练、模型优化和推理工作负载,以实现高性能和高效率。

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“怎样才能把AI带到真实的应用环境中是OpenVINO最大的价值,所以OpenVINO提供了很多API、模型、框架,能够让开发者在进行视觉处理、语音处理等应用的时候不用了解太多诸如训练、建模的问题,而真正地把AI的各种能力带到应用场景中,这是OpenVINO的最大价值。” 英特尔公司副总裁、英特尔中国软件生态事业部总经理李映在会后的媒体专访中为我们详细介绍了OpenVINO的特点与优势。 

事实上,Intel围绕OpenVINO及其相关的工具展开了很多周边的论坛、工作坊及大赛等活动,致力于AI生态的培养,让开发者真正成为AIGC及“芯经济”的推动者。此外,英特尔还将在明年推出一款提供模块化构件、优质服务和产品支持的Strata项目。 

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这是一种横向扩展智能边缘(intelligent edge)和混合人工智能(hybrid AI)所需基础设施的方式,并将英特尔和第三方的垂直应用程序整合在一个生态系统内。该解决方案将使开发人员能够构建、部署、运行、管理、连接和保护分布式边缘基础设施和应用程序。

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结语

我们可以看到,Intel在全范围都在围绕AI主题进行非常密集的升级革新。从硬件到软件,从云端到边缘,从推理到训练,从视觉到语言,Intel都提供了高性能、高效率、高可扩展性、高兼容性的产品和解决方案。这些产品和解决方案不仅可以满足不同用户的不同需求,也可以推动AI技术的普及和应用。

从这个角度来看,Intel已经不是一家单纯的芯片公司,而是一家以芯片为基础,以AI为核心,以创新为驱动的综合性技术公司。Intel正在用AI来重新定义自己的定位和价值,也正在用AI来重新塑造未来的世界。

当然,Intel在AI领域也面临着激烈的竞争和挑战,诸如NVIDIA、AMD、Google、Amazon等公司也都在不断推出自己的AI产品和解决方案,试图抢占市场份额和用户认可。不过但无论如何,我们都可以期待Intel在AI领域带来更多的惊喜和贡献。

显然,AI everywhere已经成为了一个不可逆转的浪潮,Intel正是这个趋势的创造者与开拓者。


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