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前言:

AI近些年的大火,直接促進了CPU和GPU的發展,而英偉達的GPU真正借此迅速成為AI市場的主流產品之一,其勢頭甚至蓋過了CPU。

而AI應用需要專門的處理器,而IPU正是這樣的處理器。目前,AI在各行各業均得到廣泛應用,IPU可以基于自身優勢為世界的智能化進程增添不竭動力。

英偉達專注的GPU優勢逐漸縮小

從專注圖像渲染崛起的英偉達的GPU,走的也是相當于ASIC的技術路線,但隨著游戲、視頻渲染以及AI加速需要的出現,英偉達的GPU也在向著GPGPU的方向演進。

當硬件更多的需要與軟件生態掛鉤時,市場大多數參與者便會倒下。在競爭清理過后,GPU形成了如今的雙寡頭市場,并且步入相當成熟的階段。

ASIC本身的成本、靈活性缺失,以及應用范圍很窄的特點,都導致它無法采用最先進制程: 即便它們具備性能和能效優勢,一旦無法采用最先進制程,則這一優勢也將不再明顯。　

為保持其在GPU領域的寡頭地位,使得英偉達必須一直保持先進的制程工藝,保持其通用性,但是要犧牲一定的效能優勢。

相比于來自類GPU的競爭,英偉達不應該忽視Graphcore的IPU,特別是Graphcore一直都在強調其是為AI而生,面向的應用也是CPU、GPU不那么擅長的AI應用。

利用AI計算打側面競爭戰

不管CPU還是GPU都無法從根本上解決AI問題,因為AI是一個面向計算圖的任務、與CPU的標量計算和GPU的矢量計算區別很大。

而另一邊的IPU,則為AI計算提供了全新的技術架構,同時將訓練和推理合二為一,兼具處理二者工作的能力。

作為標準的神經網絡處理芯片,IPU可以支持多種神經網絡模型,因其具備數以千計到數百萬計的頂點數量,遠遠超過GPU的頂點規模,可以進行更高潛力的并行計算工作。

計算加上數據的突破可以讓IPU在原生稀疏計算中展現出領先IPU 10-50倍的性能優勢,到了數據稀疏以及動態稀疏時,IPU就有了比GPU越來越顯著的優勢。

此外,如果是在IPU更擅長的分組卷積內核中,組維度越少,IPU的性能優勢越明顯,總體而言,有4-100倍的吞吐量提升。

在5G網絡切片和資源管理中需要用到的強化學習,用IPU訓練吞吐量也能夠提升最多13倍。

兩種芯片勢能英偉達與Graphcore的較量

Graphcore成立于2016年,是一家專注于機器智能、同時也代表著全新計算負載的芯片制造公司,其包括IPU在內的產品研發擅長大規模并行計算、稀疏的數據結構、低精度計算、數據參數復用以及靜態圖結構。

英偉達的潛在競爭對手Graphcore的第二代IPU在多個主流模型上的表現優于A100 GPU,兩者將在超大規模數據中心正面競爭。

未來,IPU可能在一些新興的AI應用中展現出更大的優勢。

第二代IPU相比第一代IPU有兩倍峰值算力的提升,在典型的CV還有NLP的模型中,第二代IPU相比第一代IPU則展現出了平均8倍的性能提升。

如果對比英偉達基于8個最新A100 GPU的DGX-A100,Graphcore 8個M2000組成的系統的FP32算力是DGX-A100的12倍,AI計算是3倍,AI存儲是10倍。