摘要： 在摩爾定律面臨失效，AI復(fù)興背景下，英特爾不得不轉(zhuǎn)型。

商業(yè)雜志《快公司》發(fā)表深度文章稱，在摩爾定律面臨失效，人工智能(AI)復(fù)興的背景下，傳統(tǒng)芯片巨頭英特爾公司不得不轉(zhuǎn)型，不再依賴CPU單打獨(dú)斗，通過(guò)收購(gòu)獲取適合訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的芯片。同時(shí)，英特爾開(kāi)始改變長(zhǎng)期秉持的信念，外包芯片制造降低成本，緩解交付壓力。

以下是文章全文：

當(dāng)筆者走向英特爾位于加州圣克拉拉的訪客中心時(shí)，一大群韓國(guó)青少年從他們乘坐的巴士上跑下來(lái)，興高采烈地聚焦在巨大的英特爾標(biāo)志前自拍，合影。這可能是你在蘋果或谷歌身上才能看到的狂熱粉絲，但是英特爾為何也有？

別忘了，在硅谷這個(gè)名字中，“硅”就是芯片的象征，而它的典型代表就是英特爾，這家公司的處理器和其他技術(shù)為PC革命提供了許多底層性能支撐。

如今，英特爾已經(jīng)“51歲”了，它依舊保留了一些“明星魅力”。

英特爾的深刻變革

但是，英特爾也在經(jīng)歷一段深刻變革期：重塑公司文化和產(chǎn)品生產(chǎn)方式。

和以往一樣，英特爾的核心產(chǎn)品依舊是臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦、平板電腦以及服務(wù)器的“大腦”——微處理器，它們通過(guò)專門的工藝在硅晶圓上刻蝕出數(shù)百萬(wàn)或數(shù)十億個(gè)晶體管。每個(gè)晶體管上面都有“開(kāi)”、“關(guān)”兩個(gè)狀態(tài)，以對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)的二進(jìn)制數(shù)字“1”和“0”。

自上世紀(jì)50年代以來(lái)，英特爾通過(guò)在硅晶圓上不斷加入更多晶體管實(shí)現(xiàn)了處理性能的穩(wěn)步提升。

這個(gè)提升速度實(shí)在太穩(wěn)定了，以至于英特爾的聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾(Gordon Moore)在1965年作出了著名預(yù)測(cè)：芯片上的晶體管數(shù)量每?jī)赡昃蜁?huì)增加一倍，這就是“摩爾定律”。分析師稱，摩爾定律這么多年來(lái)一直成立，但是英特爾不斷增加晶體管的策略已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)“收益遞減”的地步。

與此同時(shí)，市場(chǎng)對(duì)于更高處理性能的需求從未像現(xiàn)在這么高過(guò)。

分析師稱，AI現(xiàn)在已被廣泛應(yīng)用于幾乎各個(gè)行業(yè)的核心業(yè)務(wù)流程中。它的復(fù)興使得計(jì)算性能面臨“需求過(guò)度”的局面。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要大量計(jì)算性能，而且只有在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通力合作的情況下才會(huì)展現(xiàn)出最佳效果，它們的應(yīng)用遠(yuǎn)超一開(kāi)始奠定英特爾巨頭地位的PC和服務(wù)器。

“不管是智慧城市、零售店、工廠、汽車還是家居，所有這些今天都有些像計(jì)算機(jī)。”鮑勃·斯萬(wàn)(Bob Swan)表示，他自今年1月份開(kāi)始擔(dān)任英特爾總裁。

AI帶來(lái)的結(jié)構(gòu)性改變和英特爾尋求擴(kuò)大業(yè)務(wù)的雄心，已經(jīng)迫使英特爾調(diào)整了部分芯片的設(shè)計(jì)和功能。英特爾正在開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)能夠協(xié)作的軟件和芯片，甚至?xí)?duì)外收購(gòu)公司以便讓其跟得上已發(fā)生變化的計(jì)算世界的腳步。

隨著AI逐漸進(jìn)入到企業(yè)和個(gè)人生活中，行業(yè)越來(lái)越依賴英特爾提供芯片性能來(lái)驅(qū)動(dòng)AI，英特爾的進(jìn)一步轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行。

摩爾定律之死

目前，主要是擁有數(shù)據(jù)中心的大型科技公司在他們的主要業(yè)務(wù)中運(yùn)用AI技術(shù)，其中一些把AI作為云服務(wù)提供給企業(yè)客戶，例如亞馬遜、微軟和谷歌。但是，AI已開(kāi)始向其他大型企業(yè)傳播，后者訓(xùn)練AI模型來(lái)分析海量數(shù)據(jù)采取相應(yīng)措施。

這種轉(zhuǎn)變需要極大計(jì)算性能作支撐，而AI對(duì)于計(jì)算性能的“渴望”正是AI興起與摩爾定律的正面相撞。

幾十年來(lái)，摩爾在1965年的這一預(yù)測(cè)對(duì)整個(gè)科技行業(yè)來(lái)說(shuō)意義重大。硬件制造商和軟件開(kāi)發(fā)商習(xí)慣上把他們的產(chǎn)品路線圖和他們從明年的CPU中獲得的性能掛鉤?？梢哉f(shuō)，摩爾定律使得所有人在“跳同一首舞曲”。

摩爾定律同時(shí)還預(yù)示著英特爾每年都會(huì)兌現(xiàn)的芯片性能提升承諾。在過(guò)去大部分時(shí)間里，英特爾通過(guò)尋找方法在硅晶圓中加入更多晶體管兌現(xiàn)了這一承諾，但是難度越來(lái)越大。

“芯片工廠即將喪失為我們提供性能提升的能力，”市場(chǎng)研究公司Moor Insights & Strategy首席分析師帕特里克·摩爾海德(Patrick Moorhead)表示，“平價(jià)生產(chǎn)這么多芯片正變得越來(lái)越難?！?/p>

盡管在硅晶圓中加入更多晶體管依舊是可能實(shí)現(xiàn)的，但是成本越來(lái)越高，時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，所獲得的性能提升不一定足以滿足計(jì)算機(jī)科學(xué)家建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的需求。例如，2016年已知的最大神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擁有1億個(gè)參數(shù)，2019年目前為止的最大神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有15億個(gè)參數(shù)，短短幾年時(shí)間就增加了一個(gè)數(shù)量級(jí)。

和此前的計(jì)算范式相比，AI呈現(xiàn)出的是一種極為不同的生長(zhǎng)曲線，施壓英特爾尋找方法來(lái)提高其芯片的處理性能。

不過(guò)，斯萬(wàn)更多是把AI視為一個(gè)機(jī)遇，而不是挑戰(zhàn)。他承認(rèn)，數(shù)據(jù)中心可能是英特爾主要受益的市場(chǎng)，因?yàn)槠髽I(yè)需要強(qiáng)大的芯片來(lái)進(jìn)行AI訓(xùn)練和推理，但是他相信英特爾也有更多機(jī)會(huì)向小型設(shè)備銷售兼容AI的芯片，例如智能相機(jī)和傳感器。對(duì)于這些設(shè)備來(lái)說(shuō)，他們的與眾不同之處在于尺寸小、功耗低，而不是芯片的原始性能。

“我認(rèn)為，我們需要在三種技術(shù)上加快開(kāi)發(fā)：一個(gè)是AI，一個(gè)是5G，還有一個(gè)是相當(dāng)于移動(dòng)版計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化系統(tǒng)。”斯萬(wàn)稱，他在科再奇(Brian Krzanich)去年因?yàn)榛橥馇殡x職后接任了英特爾CEO。

在英特爾總部的一個(gè)普通大型會(huì)議室里，斯萬(wàn)在會(huì)議室前方的一個(gè)白板上把英特爾的業(yè)務(wù)分成了兩列。左邊的一列是PC芯片業(yè)務(wù)，目前占據(jù)了英特爾的半數(shù)營(yíng)收；右邊一列是數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)，包括新興的物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛汽車以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場(chǎng)。

“我們進(jìn)軍的這個(gè)世界需要越來(lái)越的數(shù)據(jù)，這需要更強(qiáng)的處理、存儲(chǔ)、檢索能力，更快的數(shù)據(jù)移動(dòng)、分析和智能化來(lái)提高數(shù)據(jù)的相關(guān)性?！彼谷f(wàn)稱。

斯萬(wàn)不再爭(zhēng)取在500億美元的數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)拿下90%左右的份額，而是希望在規(guī)模更大的3000億美元的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備市場(chǎng)搶占25%的份額，包括智能相機(jī)、未來(lái)主義的自動(dòng)駕駛汽車以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。他把這一策略形容為“先從我們的核心競(jìng)爭(zhēng)力入手，然后在某些方面進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造，但同時(shí)還要擴(kuò)大現(xiàn)有業(yè)務(wù)”。

這可能也是英特爾快速走出智能機(jī)芯片嘗試失敗陰影的一種途徑，該公司最近放棄了在智能機(jī)基帶上的大規(guī)模投資，把它出售給了蘋果公司。

在智能機(jī)芯片領(lǐng)域，高通公司的長(zhǎng)期主導(dǎo)地位猶如英特爾稱霸PC芯片市場(chǎng)。

到2023年時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到2.1萬(wàn)億美元，這涵蓋了機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、汽車、智能相機(jī)以及其他移動(dòng)設(shè)備的芯片。雖然英特爾在物聯(lián)網(wǎng)芯片市場(chǎng)的份額以同比兩位數(shù)速度增長(zhǎng)，但是物聯(lián)網(wǎng)在英特爾總營(yíng)收中的占比如今依舊只有7%。

數(shù)據(jù)中心是英特爾第二大業(yè)務(wù)，為公司貢獻(xiàn)了32%的營(yíng)收，僅次于PC芯片業(yè)務(wù)(占營(yíng)收50%)。如果說(shuō)哪塊業(yè)務(wù)受到的AI影響最大，數(shù)據(jù)中心首當(dāng)其沖，這也是英特爾為何一直在調(diào)整其最強(qiáng)CPU系列至強(qiáng)的原因，目的就是讓它適合處理機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)。

今年4月，英特爾在第二代至強(qiáng)CPU中加入了深度學(xué)習(xí)加速技術(shù)(DL Boost)，為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供更強(qiáng)性能的同時(shí)精確度的損失忽略不計(jì)。出于同樣原因，英特爾將從明年開(kāi)始銷售兩款擅長(zhǎng)運(yùn)行大型機(jī)器學(xué)習(xí)模型的芯片。

AI復(fù)興凸顯芯片短板

到2016年時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將被用于各種應(yīng)用的前景已經(jīng)變得很清晰，從產(chǎn)品推薦算法到客服機(jī)器人的自然語(yǔ)言處理。和其他芯片制造商一樣，英特爾知道公司必須為其大型客戶提供一種軟硬件專為AI設(shè)計(jì)的芯片。這種芯片將被用于訓(xùn)練AI模型，從海量數(shù)據(jù)中進(jìn)行的推斷。

那時(shí)，英特爾正缺少這么一種芯片。行業(yè)認(rèn)為，英特爾的至強(qiáng)處理器非常擅長(zhǎng)分析，但是英特爾對(duì)手英偉達(dá)生產(chǎn)的AI圖形處理器(GPU)更適合訓(xùn)練AI模型。這是一個(gè)影響了英特爾業(yè)務(wù)的重要看法。

于是，英特爾在2016年開(kāi)始展開(kāi)收購(gòu)，斥資4億美元買下了一個(gè)名為Nervana的深度學(xué)習(xí)芯片公司，后者已經(jīng)在開(kāi)發(fā)旨在用于訓(xùn)練AI的超快芯片。

三年過(guò)去了，回過(guò)頭來(lái)看，這似乎是英特爾的明智之舉。在今年11月在舊金山舉行的活動(dòng)上，英特爾宣布了兩款新的Nervana神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器，一款旨在運(yùn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，從大量數(shù)據(jù)中推斷意思，另外一款則用于訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。英特爾與兩大客戶Facebook、百度合作，協(xié)助驗(yàn)證其芯片設(shè)計(jì)。

Nervana并不是英特爾在2016年的唯一一筆收購(gòu)交易。同年，英特爾還收購(gòu)了另外一家公司Movidius，后者一直在開(kāi)發(fā)能夠在無(wú)人機(jī)或智能相機(jī)等設(shè)備內(nèi)部運(yùn)行計(jì)算機(jī)視覺(jué)模型的小型芯片。英特爾的Movidius芯片銷量并不高，但是一直在快速增長(zhǎng)，并開(kāi)拓了讓斯萬(wàn)感到興奮的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。

在舊金山活動(dòng)上，英特爾還宣布了新款Movidius芯片，將在明年上半年推向市場(chǎng)。

Nervana創(chuàng)始人兼CEO納溫·拉奧(Naveen Rao)表示，許多英特爾客戶至少在一定程度上在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器使用的常規(guī)英特爾CPU中從事AI計(jì)算，但是要讓它們通力合作滿足神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的需求并不容易。另一方面，Nervana芯片包含了多個(gè)連接，這樣他們就能輕松與數(shù)據(jù)中心的其他處理器協(xié)作。

“現(xiàn)在，我就可以調(diào)出我的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，把它們分成能夠一起協(xié)作的多個(gè)小系統(tǒng)，”拉奧稱，“這樣我們就能讓整個(gè)服務(wù)器機(jī)架，或者四個(gè)機(jī)架，共同解決一個(gè)問(wèn)題?！?/p>

2019年，英特爾預(yù)計(jì)將從AI相關(guān)產(chǎn)品中獲得35億美元營(yíng)收。目前，只有少數(shù)英特爾客戶正在使用Nervana芯片，但是它的用戶群很可能在明年顯著擴(kuò)大。

長(zhǎng)期芯片理念的轉(zhuǎn)變

Nervana芯片的推出代表著英特爾根深蒂固的信念正在演變，這家芯片巨頭曾經(jīng)深信：一顆CPU就能處理PC或服務(wù)器所需要做的一切計(jì)算任務(wù)。這種無(wú)處不在的信念伴隨著游戲革命而變化，后者需要極強(qiáng)的計(jì)算能力來(lái)顯示復(fù)雜的圖形。合理的做法是，把圖形處理工作交給GPU，這樣CPU就不用承擔(dān)這部分任務(wù)。斯萬(wàn)稱，幾年前，英特爾開(kāi)始在CPU中整合GPU，明年將首次發(fā)布獨(dú)立GPU。

相同的思路也適用于AI模型。在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器中，一定量的AI任務(wù)可由CPU處理，但是隨著任務(wù)量增大，更高效的做法是把它轉(zhuǎn)移給另外一顆專用芯片。英特爾一直在投資設(shè)計(jì)新的芯片，把CPU和一系列專用加速芯片整合在一起，從而滿足客戶的性能和工作量需求。

“當(dāng)你設(shè)計(jì)一款芯片時(shí)，你需要發(fā)揮系統(tǒng)的力量解決問(wèn)題，這常常需要更多芯片，不是一顆CPU能夠做到的。”斯萬(wàn)稱。

此外，英特爾現(xiàn)在更多地依賴軟件將其處理器的性能和功效推高到新水平，這改變了英特爾內(nèi)部的平衡。一位分析師稱，在英特爾，軟件開(kāi)發(fā)目前和硬件開(kāi)發(fā)“平起平坐”。

有些情況下，英特爾不再獨(dú)立生產(chǎn)所有芯片。這一劃時(shí)代改變背離了公司的傳統(tǒng)做法。現(xiàn)在，如果芯片設(shè)計(jì)師認(rèn)為其他公司能夠在一款芯片生產(chǎn)上做得比英特爾更好，效率更高，英特爾就會(huì)將它的生產(chǎn)外包。例如，用于AI訓(xùn)練的新款芯片就是由臺(tái)積電代工的。

英特爾外包部分芯片制造同時(shí)出于業(yè)務(wù)邏輯和經(jīng)濟(jì)上的考慮。由于英特爾最先進(jìn)的芯片制造工藝存在產(chǎn)能限制，許多客戶只能等待新款至強(qiáng)CPU的發(fā)貨。因此，英特爾把部分其他芯片的生產(chǎn)外包給其他制造商。今年稍早時(shí)候，英特爾向客戶致信，就芯片發(fā)貨延期致歉，并公布了追趕進(jìn)度的計(jì)劃。

所有這些變化都在挑戰(zhàn)英特爾長(zhǎng)期秉持的信念，調(diào)整了公司的重點(diǎn)，對(duì)陳舊的公司權(quán)力結(jié)構(gòu)進(jìn)行再平衡。

在這一轉(zhuǎn)型期間，英特爾的業(yè)績(jī)看起來(lái)十分出色。分析師邁克·費(fèi)巴斯(Mike Feibus)稱，英特爾的傳統(tǒng)PC芯片銷售業(yè)務(wù)較5年前下滑了25%，但是面向數(shù)據(jù)中心的至強(qiáng)處理器銷售正在“翻天覆地”。

一些英特爾客戶已經(jīng)使用至強(qiáng)處理器來(lái)運(yùn)行AI模型。如果工作量上升，他們可能就會(huì)考慮增加新的Nervana專用芯片。英特爾預(yù)計(jì)，首批Nervana芯片客戶將是“超大規(guī)模用戶”或者運(yùn)營(yíng)大型數(shù)據(jù)中心的科技巨頭，例如谷歌、微軟、Facebook等。

英特爾錯(cuò)過(guò)了移動(dòng)革命，將智能機(jī)處理器市場(chǎng)拱手讓給高通已不是新鮮事了。但實(shí)際上，移動(dòng)設(shè)備已經(jīng)變成了服務(wù)售賣機(jī)，通過(guò)云數(shù)據(jù)中心交付到你的手機(jī)上。所以，當(dāng)你在平板電腦上觀看流媒體視頻時(shí)，英特爾的芯片很可能就在協(xié)助為你服務(wù)。

5G時(shí)代的到來(lái)或許會(huì)讓實(shí)時(shí)服務(wù)成為可能，例如在云端玩游戲。一副未來(lái)感十足的智能眼鏡或許就能以超快速度連接到數(shù)據(jù)中心內(nèi)的算法，立即識(shí)別物體。

所有這些都匯聚成了一個(gè)十分不同的時(shí)代，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不同于圍繞著使用英特爾芯片的PC所打造的技術(shù)世界。

但是，隨著AI模型越來(lái)越復(fù)雜，多才多藝，英特爾有機(jī)會(huì)成為最適合驅(qū)動(dòng)它們的公司，就像它們?cè)诮雮€(gè)世紀(jì)時(shí)間里驅(qū)動(dòng)我們的PC一樣。