展开菜单
首页 精品内容 本月促销 装机必备 Windows PDF教程 macOS软件 IOS软件 Android AI 专题
全部分类

当前位置:

首页 > 业界资讯 > 人工智能如何让硬件发展的更好

人工智能如何让硬件发展的更好

Air Explorer Pro
Air Explorer Pro

Air Explorer Pro是一款跨平台多网盘管理工具,可实现一站式完成不同网盘间文件的互传、搜索和同步等操作。任务管理和过程控制会更完整,持续下载、批量同步或需要稳定传输流程的场景会更适合它。

¥99
Windows/macOS 2026-08-22
正版软件 Windows macOS软件 Pro 文件搜索工具 Pro下载 Pro正版软件 Pro购买
立即下载

多年来,计算机硬件一直是一个不太活跃的市场。占主导地位的x86微处理器架构已经达到了通过小型化可以实现的性能增益的极限,因此制造商主要关注将更多的内核封装到芯片中。对于快速发展的机器学习和深度学习来说,GPU就是救星。GPU最初是为图形处理设计的,它可以有数千个小内核,非常适合AI训练所需的并行处理能力。人工智能的本质是得益于并行处理,大约10年前,人们发现,设计用于在屏幕上显示像素的GPU很适合这一点,因为它们是并行处理引擎,可以在其中放入很多核心。这对英伟达公司来说是个好消息,该企业的市值从2015年

人工智能如何让硬件发展的更好

多年来,计算机硬件一直是一个不太活跃的市场。占主导地位的x86微处理器架构已经达到了通过小型化可以实现的性能增益的极限,因此制造商主要关注将更多的内核封装到芯片中。

对于快速发展的机器学习和深度学习来说,GPU就是救星。GPU最初是为图形处理设计的,它可以有数千个小内核,非常适合AI训练所需的并行处理能力。

人工智能的本质是得益于并行处理,大约10年前,人们发现,设计用于在屏幕上显示像素的GPU很适合这一点,因为它们是并行处理引擎,可以在其中放入很多核心。

这对英伟达公司来说是个好消息,该企业的市值从2015年的不到180亿美元飙升至去年市场收缩之前的7350亿美元。直到最近,该企业还几乎独揽了整个市场。但许多竞争对手正试图改变这种局面。

在人工智能工作负载方面,到目前为止主要是英伟达的GPU,但用户正在寻找可以将其提升到新水平的技术,随着高性能计算和AI工作负载的不断融合,我们将会看到更多种类的加速器出现。

加速推动新型硬件的发展

大型芯片制造商并没有停滞不前。三年前,英特尔收购了以色列芯片制造商哈瓦那实验室,并让这家企业成为其人工智能开发工作的重点。

哈瓦那去年春天推出的Gaudi2训练优化处理器和Greco推理处理器,据称速度至少是英伟达旗舰处理器A100的两倍。

今年3月,英伟达推出了拥有800亿个晶体管的H100加速器GPU,并支持该公司的高速NVLink互连。它具有一个专用引擎,与上一代相比,它可以将自然语言处理中,使用的基于Transformer的模型的执行速度提高六倍。最近使用MLPerf基准的测试显示,在大多数深度学习测试中,H100优于Gaudi2。英伟达也被认为在其软件堆栈中具有优势。

许多用户选择GPU,因为他们可以进入集中式软件的生态系统,英伟达之所以如此成功,是因为他们建立了生态系统战略。

超规模云计算公司甚至比芯片制造商更早进入这一领域。谷歌有限责任公司的Tensor处理单元是一种专用集成电路,于2016年推出,目前已经是第四代。亚马逊网络服务公司在2018年推出了面向机器学习的推理处理加速器,声称其性能是GPU加速实例的两倍多。

上个月,该公司宣布了基于其Trainium芯片的云实例的普遍可用性,称在深度学习模型训练场景中,以可比的性能,它们的成本比基于GPU的EC2低50%。两家企业的努力主要集中在通过云服务交付。

虽然成熟的市场领导者专注于增量改进,但许多更有趣的创新正在构建AI专用硬件的初创企业中进行。根据数据显示,在去年投资于芯片初创公司的18亿美元风险投资家中,他们吸引了大部分的投资,是2017年的两倍多。

他们正在追逐一个可能带来巨大收益的市场,预计到2030年,全球人工智能芯片市场将从2020年的80亿美元增长到近1950亿美元。

更小、更快、更便宜

很少有初创公司想要取代x86CPU,但这是因为这样做的杠杆相对较小。芯片不再是瓶颈,不同芯片之间的通信才是一个巨大的瓶颈。

CPU执行低级操作,如管理文件和分配任务,但纯粹的CPU专用方法不再适用于扩展,CPU设计用于从打开文件到管理内存缓存的各种活动,必须是通用的。这意味着它不太适合人工智能模型训练所需的大规模并行矩阵算术运算。

市场上的大多数活动都围绕着协处理器加速器、专用集成电路,以及在较小程度上可以针对特定用途进行微调的现场可编程门阵列。

每个人都在遵循谷歌的说法,即开发协同处理器,与CPU协同工作,通过将算法硬编码到处理器中,而不是作为软件运行,来针对AI工作量的特定部分。

加速度方程

加速度方程用于开发所谓的图形流处理器,用于自动驾驶汽车和视频监控等边缘计算场景。完全可编程芯片组承担了CPU的许多功能,但在任务级并行和流执行处理方面进行了优化,仅使用7瓦的电源。

体系结构基于图数据结构,其中对象之间的关系表示为连接的节点和边。每个机器学习框架都使用图形概念,在整个芯片的设计中都保持着同样的语义。可以执行包括CMM但包含自定义节点的整个图。我们可以在这些图形中加速任何平行的东西。

其基于图形的架构解决了GPU和CPU的一些容量限制,并能更灵活地适应不同类型的AI任务。它还允许开发人员将更多的处理转移到边缘,以便更好地推断。如果企业能对80%的处理过程进行预处理,就能节省大量时间和成本。

这些应用可以让智能更接近数据,实现快速决策。大多数的目标是推断,这是AI模型的现场部署,而不是更计算密集型的训练任务。

某企业正在开发一种使用内存计算的芯片,以减少延迟和对外置存储设备的需求。其人工智能平台将提供灵活性和运行多个神经网络的能力,同时保持较高的准确性。

其数据处理单元系列为大规模并行处理器阵列,拥有可伸缩的80核处理器,能够并行执行数十个任务。关键创新是在每个处理元素内部紧密集成一个张量协处理器,并支持元素之间的直接张量数据交换,以避免内存带宽瓶颈。这可以实现高效的AI应用加速,因为预处理和后处理是在相同的处理元素上执行的。

而有些企业专注于利用缩略图大小的芯片组推断深度学习模型,该企业称该芯片组每秒可以执行26万亿次操作,而消耗的电力不到3瓦。在某种程度上,它是通过将用于训练深度学习模型的每个网络层分解为所需的计算元素,并将它们整合在一个专门为深度学习构建的芯片上实现的。

板载内存的使用进一步减少了开销,整个网络都在芯片内部,更没有外部存储器,这意味着芯片可以更小,消耗更少的能量。该芯片可以在接近实时的高清图像上运行深度学习模型,使单个设备能够同时在四条车道上运行自动车牌识别。

硬件目前的发展

一些初创企业采取的更多的是登月的方法,旨在重新定义人工智能模型训练和运行的整个平台。

例如,针对机器学习进行了优化的人工智能处理器,在接近9,000个并发线程和900兆处理器内内存的情况下,每秒可以管理高达350万亿次处理操作。综合计算系统被称为Bow-2000IPU机器,据称可以每秒进行1.4千万亿次运算。

其不同之处在于其三维堆叠晶片设计,使其能够在一个芯片中封装近1500个并行处理核。所有这些企业都能够运行完全不同的业务。这与广泛使用的GPU架构不同,后者更倾向于对大数据块运行相同的操作。

再比如,有些企业正在解决互连问题,也就是集成电路中连接元件之间的布线。随着处理器达到理论上的最高速度,移动比特的路径越来越成为瓶颈,特别是当多个处理器同时访问内存时,如今的芯片不再是互连的瓶颈。

该芯片在一个人工智能平台中使用纳米光子波导,该平台称其在低能量封装中结合了高速和大带宽。它本质上是一个光通信层,可以连接多个其他处理器和加速器。

人工智能结果的质量来自于同时支持非常庞大和复杂的模型的能力,同时实现非常高的吞吐量响应,这两者都是可以实现的。这适用于任何可以使用线性代数完成的操作,包括大多数人工智能的应用。

人们对其集成硬件和软件平台的期望极高。而企业则抓住了这一要点,例如研发平台可以在从数据中心到边缘的任何地方,运行人工智能和其他数据密集型应用。

而硬件平台使用专为机器和深度学习设计的定制7纳米芯片。其可重新配置的数据流架构运行AI优化的软件堆栈,其硬件架构旨在最小化内存访问,从而减少互连瓶颈。

处理器更是可以重新配置,以适应AI或高性能计算HPC工作负载,处理器被设计为以更高的性能水平处理大规模矩阵操作,这对工作量变化的客户来说是一个加分项。

虽然CPU、GPU甚至FPGA都非常适合于事务系统和ERP等确定性软件,但是,机器学习算法是概率的,这意味着结果是不提前知道的,这需要一种完全不同的硬件基础设施。

平台通过将1tb的高速双数据速率同步存储器连接到处理器上,最大限度地减少了互连问题,基本上可以用快20倍的片上存储器来掩盖DDR控制器的延迟,所以这对用户来说是透明的,这使我们能够训练更高参数计数的语言模型和最高分辨率的图像,而无需平铺或下采样。

平铺是一种用于图像分析的技术,它通过将图像分割成更小的块,分析每个块,然后重新组合,来减少对计算能力的需求。下采样在训练数据的随机子集上训练模型,以节省时间和计算资源。其结果是一个系统,不仅比基于GPU的系统更快,而且能够解决更大的问题。

总结

由于许多企业都在为同样的问题寻求解决方案,一场洗牌是不可避免的,但没有人预计这种洗牌会很快到来。GPU将存在很长一段时间,可能仍然是人工智能训练和推断项目中最具成本效益的解决方案,而这些项目不需要极端性能。

尽管如此,随着高端市场的模型越来越大、越来越复杂,对特定功能架构的需求也越来越大。从现在开始的三到五年内,我们可能会看到GPU和AI加速器的多样性,这是我们能够扩大规模以满足本十年结束及以后需求的唯一途径。

预计领先的芯片制造商将继续做他们擅长的事情,并逐步建立现有的技术。许多企业还将效仿英特尔,收购专注于人工智能的初创公司。高性能计算界也在关注人工智能的潜力,以帮助解决大规模模拟和气候建模等经典问题。

高性能计算生态系统总是在寻找他们可以吸收的新技术,以保持领先地位,他们正在探索人工智能能带来什么。而潜伏在幕后的是量子计算,这是一项仍停留在理论层面而非实际层面的技术,但它有可能彻底改变计算方式。

无论哪种新架构受到青睐,人工智能的激增无疑已经重新点燃了人们对硬件创新潜力的兴趣,从而开辟了软件领域的新领域。

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系bd@zhengruan.com
作者最新文章
业界资讯 人工智能 AI
相关文章 更多
精品专题 更多
装机必备

正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

Windows

正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

PDF教程

正软商城PDF教程频道提供PDF编辑、转换、合并、拆分、压缩及格式处理方法,同时介绍常用PDF软件和工具的使用技巧。

macOS软件

正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

IOS软件

正软商城iOS软件专区,精选适用于iPhone和iPad的办公、学习、影音、设计、效率及AI应用,提供功能介绍、适用设备、系统要求和正版获取方式等信息。

AI

正软商城AI软件专区,汇集AI写作、AI绘画、AI视频、AI办公、AI编程、AI翻译、智能客服和数据分析等人工智能工具,提供功能介绍、适用平台、收费方式及正版购买信息。

Mac软件 更多
WPS Office macOS版
WPS Office macOS版

WPS Office是一款面向macOS用户的综合办公套件,将文字处理、电子表格、演示文稿、PDF工具、模板与云协作整合在同一应用中。它兼容常见Microsoft Office格式,支持Intel及Apple芯片Mac,基础功能可免费使用,

Shapr3D macOS版
Shapr3D macOS版

Shapr3D是一款面向工业设计、机械工程、建筑概念和三维打印工作流的CAD软件。Mac版采用Parasolid建模内核,支持草图约束、实体建模、工程图、可视化渲染及常见CAD格式交换,并可通过账户在多台设备之间同步项目。

REAPER macOS版
REAPER macOS版

REAPER是Cockos开发的数字音频工作站,提供多轨音频与MIDI录制、剪辑、处理、混音和母带制作工具。Mac版兼容Intel与Apple芯片,支持AU、VST、VST3、CLAP等插件格式,并提供高度可定制的工作流程。

Ableton Live macOS版
Ableton Live macOS版

Ableton Live 是面向音乐制作人与现场表演者的数字音频工作站,提供编曲视图、独具特色的现场视图、音频录制、MIDI创作、实时变速、乐器及效果器。Mac版原生支持Apple芯片,并可连接音频接口、MIDI控制器和第三方插件。

Adobe After Effects macOS版
Adobe After Effects macOS版

Adobe After Effects 是面向动态图形、影视特效与视频合成的专业创作软件。它提供关键帧动画、遮罩抠像、运动跟踪、三维空间、文字动画和表达式等工具,并可与 Premiere Pro、Photoshop、Illustrator

Adobe Audition macOS版
Adobe Audition macOS版

Adobe Audition 是面向播客、影视后期、音乐制作及内容创作者的专业音频工作站,提供波形精修、多轨录制与混音、频谱编辑、降噪修复、响度匹配和效果处理工具,并可与 Adobe Premiere 协同完成视频声音制作。

Adobe Bridge macOS版
Adobe Bridge macOS版

Adobe Bridge 是面向摄影师、设计师及内容团队的免费数字资产管理工具,可集中预览照片、视频和 Adobe 项目文件,并利用评级、标签、关键词、元数据、筛选与收藏集完成分类检索。它还支持批量重命名、格式导出、相机导入及 Camera

Adobe Illustrator macOS版
Adobe Illustrator macOS版

Adobe Illustrator 是 Adobe 推出的专业矢量图形设计软件,适合在 Mac 上制作标志、图标、插画、包装、信息图及印刷版面。它以路径和锚点构建可无损缩放的图形,并提供钢笔、形状、文字、图像描摹、渐变、画板及生成式功能。

Adobe InDesign macOS版
Adobe InDesign macOS版

Adobe InDesign 是面向印刷品与数字出版物的专业版面设计软件,可在 Mac 上制作书籍、杂志、宣传册、海报、报告及交互式文档。它提供精细的文字样式、网格、母版、长文档管理和印前输出能力。

Adobe Lightroom Classic macOS版
Adobe Lightroom Classic macOS版

Adobe Lightroom Classic 是面向桌面摄影工作流的照片管理与后期处理软件,可将原始照片保存在本地硬盘,通过目录、关键词、评分和收藏夹高效整理图库,并提供 RAW 冲印、蒙版、镜头校正、批量同步及多格式导出等功能。

Adobe Media Encoder macOS版
Adobe Media Encoder macOS版

Adobe Media Encoder 是 Adobe 推出的专业音视频编码与转码工具,可通过队列、预设和监视文件夹批量完成格式转换、代理文件创建及多平台成片输出,并与 Premiere Pro、After Effects 等软件紧密协作。

Adobe Photoshop macOS版
Adobe Photoshop macOS版

Adobe Photoshop 是面向摄影师、设计师和内容创作者的专业图像处理软件,提供图层、蒙版、选区、修复、调色、文字排版、智能对象及生成式编辑等能力。Mac 版支持 Intel 与 Apple Silicon 处理器。

WINDOWS 更多
Adobe InDesign Windows版
Adobe InDesign Windows版

Adobe InDesign 是面向印刷与数字出版的专业页面排版工具,可制作书籍、杂志、宣传册、海报、交互式 PDF 和电子书。它提供精细的文字样式、多页面管理、印前检查及多格式输出能力,并能与 Photoshop、Illustrator

Adobe Illustrator Windows版
Adobe Illustrator Windows版

Adobe Illustrator 是用于绘制矢量图形、插画、图标、徽标和版式的专业设计工具。它以路径和锚点为核心,作品放大后仍能保持清晰,并提供画板、文字、渐变、图像描摹及精确变换等功能,适合品牌视觉、印刷物料、数字界面和商业插画创作。

Adobe Bridge Windows版
Adobe Bridge Windows版

Adobe Bridge 是 Adobe 推出的创意资产管理工具,可集中预览、分类和查找照片、视频、PDF及多种设计文件,并支持元数据、关键词、评级、批量重命名和格式导出。它可与 Photoshop、Illustrator 等应用衔接,

Affinity Photo Windows版
Affinity Photo Windows版

Affinity Photo 是一款面向摄影师、修图师和视觉设计人员的桌面图像编辑工具,提供 RAW 显影、多图层合成、蒙版、实时滤镜、批处理和色彩管理等功能。原独立产品已停止销售,其照片编辑能力已延续至免费的新 Affinity 应用;

Adobe Lightroom Classic Windows版
Adobe Lightroom Classic Windows版

Adobe Lightroom Classic 是面向 Windows 桌面摄影工作流的照片管理与无损编辑工具,可通过目录集中整理大型图库,并完成 RAW 显影、局部蒙版、批量调整、打印和多格式导出。它强调本地文件管理与精细控制,

Figma Windows版
Figma Windows版

Figma 是面向产品设计与开发团队的云端协作平台,可在 Windows 桌面客户端中完成界面绘制、组件管理、交互原型、评论评审和开发交付。文件保存在云端,多名成员能够同步编辑并共享设计系统;官方同时提供免费 Starter 方案及按席位计

Affinity Designer Windows版
Affinity Designer Windows版

Affinity Designer 是面向矢量图形、数字插画和界面设计的专业创作工具,可在矢量、像素与导出工作区之间快速切换。它提供曲线编辑、形状构建、画板、排版、图层和专业色彩管理,并支持常见设计文件的导入及多种印刷、网页格式输出。

Capture One Pro Windows版
Capture One Pro Windows版

Capture One Pro 是面向摄影师和影像团队的专业桌面照片处理工具,提供相机定制色彩配置、RAW转换、图层与蒙版、联机拍摄、目录及会话管理等功能。它适合棚拍、人像、商业产品、婚礼和风光摄影,

Adobe Acrobat Pro Windows版
Adobe Acrobat Pro Windows版

Adobe Acrobat Pro 是面向专业 PDF 工作的综合解决方案,可在 Windows 中创建、编辑、转换、比较、整理和保护文档,并支持表单、电子签名、扫描件文字识别及敏感信息永久遮盖。订阅还包含网页、移动服务和云端协作能力,

Adobe After Effects Windows版
Adobe After Effects Windows版

Adobe After Effects 是面向动态图形、动画与影视视觉特效制作的专业工具,可完成关键帧动画、图层合成、遮罩跟踪、抠像、文字动画和二维三维元素整合。Windows 版通过 Adobe Creative Cloud 安装及更新,

DaVinci Resolve Windows版
DaVinci Resolve Windows版

DaVinci Resolve是Blackmagic Design推出的一体化影视后期工具,将素材管理、非线性剪辑、专业调色、Fusion视觉特效、Fairlight音频处理和成片交付整合在统一工程中。免费版已覆盖多数个人创作需求,

Adobe Media Encoder Windows版
Adobe Media Encoder Windows版

Adobe Media Encoder 是 Adobe 面向视频与音频制作流程提供的专业编码和转码工具,可批量处理媒体文件、创建代理、套用输出预设并监控文件夹自动执行任务。它与 Premiere、After Effects、Audition

即将离开本站
您即将前往第三方网站,请确认是否继续?