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昆侖芯×飛槳:共創(chuàng)智能計(jì)算“芯”生態(tài)

 2022-05-26 11:50  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)  我來(lái)投稿 撤稿糾錯(cuò)

  阿里云優(yōu)惠券 先領(lǐng)券再下單

WAVE SUMMIT 2022深度學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)者峰會(huì)上周圓滿落幕,來(lái)自產(chǎn)學(xué)研界的專(zhuān)家學(xué)者和資深A(yù)I工程師在七大平行論壇帶來(lái)了精彩的技術(shù)分享。 本次峰會(huì)專(zhuān)設(shè)【智能硬核 生態(tài)共創(chuàng)】平行論壇,昆侖芯科技生物計(jì)算研發(fā)總監(jiān)鄭煥鑫受邀參會(huì),并進(jìn)行“昆侖芯×飛槳:共創(chuàng)智能計(jì)算‘芯’生態(tài)”的主題演講 。

昆侖芯適配百度飛槳等主流框架,支持推理和訓(xùn)練場(chǎng)景,生態(tài)建設(shè)正在逐漸完備,已在豐富的業(yè)務(wù)場(chǎng)景落地。作為國(guó)內(nèi)人工智能芯片領(lǐng)域的先行者,昆侖芯科技依托團(tuán)隊(duì)多年耕耘芯片和智能計(jì)算領(lǐng)域的行業(yè)影響力,致力于攜手上下游合作伙伴,打造智能計(jì)算“芯”生態(tài)。

以下內(nèi)容來(lái)自演講實(shí)錄:

大家好,我是來(lái)自昆侖芯科技的鄭煥鑫。

昆侖芯科技是一家AI芯片公司,2021年4月完成了獨(dú)立融資,首輪估值約130億元。公司前身是百度智能芯片及架構(gòu)部,在實(shí)際業(yè)務(wù)場(chǎng)景中深耕AI加速領(lǐng)域已十余年,是一家在體系結(jié)構(gòu)、芯片實(shí)現(xiàn)、軟件系統(tǒng)和場(chǎng)景應(yīng)用均有深厚積累的AI芯片企業(yè)。

昆侖芯科技研發(fā)實(shí)力雄厚,團(tuán)隊(duì)成員擁有全球頂尖學(xué)術(shù)背景,并提出了100%自研的通用AI計(jì)算處理器核心架構(gòu)昆侖芯XPU,研究成果也在Hot Chips、ISSCC等國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議中成功發(fā)表。

在落地實(shí)現(xiàn)上,昆侖芯1代在百度搜索引擎、小度等業(yè)務(wù)中部署超過(guò)2萬(wàn)片,是國(guó)內(nèi)唯一一款經(jīng)歷過(guò)互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模核心算法考驗(yàn)的云端AI芯片產(chǎn)品。昆侖芯2代采用7nm制程,也已于2021年8月量產(chǎn)。更先進(jìn)的昆侖芯3代、自動(dòng)駕駛芯片等多個(gè)產(chǎn)品均已啟動(dòng)研發(fā)。

隨著AI越來(lái)越普及,其依托的算力需求也越來(lái)越大。在這個(gè)時(shí)代背景下,昆侖芯的愿景是“成為劃時(shí)代,全球領(lǐng)先的智能計(jì)算公司”,為AI發(fā)展提供算力賦能。

昆侖芯在AI芯片上經(jīng)歷了超過(guò)10年的發(fā)展歷程。我們?cè)?011年啟動(dòng)FPGA AI加速器項(xiàng)目,到2015年部署5000片,2017年部署超過(guò)12000片,是業(yè)界最大的量;2017年發(fā)布自研架構(gòu)昆侖芯XPU;2018年啟動(dòng)昆侖芯;2020年昆侖芯1代大規(guī)模部署;2021年昆侖芯2代量產(chǎn)。

昆侖芯軟硬件架構(gòu)及兩代產(chǎn)品

不同于GPU的發(fā)展歷程,昆侖芯1代在AI發(fā)展相對(duì)成熟的時(shí)候量產(chǎn),在設(shè)計(jì)階段就更好地理解了AI場(chǎng)景,提供了更多的加速計(jì)算單元,并且保留了足夠的通用計(jì)算單元,最終達(dá)到了更好的性價(jià)比。

這是我們的昆侖芯XPU架構(gòu):SDNN-軟件定義神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎,是我們自研的核心張量計(jì)算單元,用于加速卷積和矩陣乘法;Cluster為我們的通用計(jì)算部件;我們也是國(guó)內(nèi)業(yè)界率先支持GDDR6的廠商之一;我們的Shared Memory片上共享內(nèi)存,有力保證了計(jì)算單元的高并發(fā)、低時(shí)延訪問(wèn);提供高達(dá)200GB/s的片間互聯(lián)帶寬,有效提升了大規(guī)模分布式訓(xùn)練中的數(shù)據(jù)傳輸效率,減少通訊延時(shí);支持PCIe第四代接口,雙向帶寬可達(dá)到64GB/s。

這是我們的軟件架構(gòu)圖:在應(yīng)用層,我們支持訓(xùn)練、推理以及科學(xué)計(jì)算;在框架層,除了深度合作的PaddlePaddle,還支持TensorFlow,PyTorch等;我們提供了豐富的SDK,包括編輯器、圖引擎、高性能算子庫(kù)、高性能通訊庫(kù),以及驅(qū)動(dòng);在環(huán)境部署上,我們支持公有云服務(wù)、智算中心、智能邊緣設(shè)備等。

這是我們的產(chǎn)品研發(fā)路線,昆侖芯1代采用14nm工藝,昆侖芯2代采用7nm工藝,此外我們的昆侖芯3代、昆侖芯4代都在研發(fā)路徑中。

昆侖芯1代產(chǎn)品包括兩種形式,其中K100是K200的算力一半版本,主要用在邊緣端。昆侖芯2代產(chǎn)品中,R200 AI加速卡主要用于推理,支持INT8/INT16/INT32/FP16/FP32等精度,非常值得一提的是昆侖芯R200 AI加速卡支持視頻編解碼能力;R480-X8 AI加速器組是我們的單機(jī)8卡訓(xùn)練方案,提供200GB/s的片間互聯(lián)帶寬。

概括起來(lái),昆侖芯2代有如下特點(diǎn):

1.通用計(jì)算能力顯著增強(qiáng),可靈活支持AI算法的演進(jìn),提升資源投入效用;

2.硬件虛擬化,提升AI算力資源的利用率;

3.高性能分布式AI系統(tǒng),加速AI數(shù)據(jù)并行和模型并行中的高速數(shù)據(jù)交換。

介紹完硬件參數(shù),我們看看昆侖芯的軟件參數(shù)。以R200 AI加速卡為例,相比較于業(yè)界主流產(chǎn)品,典型AI負(fù)載性能提升1.5倍左右,其中GEMM矩陣乘法性能為1.7倍,BERT典型自然語(yǔ)言處理性能加速比為1.4倍。對(duì)Transformer類(lèi)有同樣的效果;Yolov3,Yolov5性能加速1.3倍;ResNet50視覺(jué)分類(lèi)算法加速1.2倍。

昆侖芯AI算力賦能千行百業(yè)

昆侖芯科技前身為百度智能芯片及架構(gòu)部,天然對(duì)互聯(lián)網(wǎng)AI應(yīng)用有深入了解。以百度搜索場(chǎng)景為例,我們實(shí)現(xiàn)了過(guò)萬(wàn)片的部署,與飛槳聯(lián)合優(yōu)化模型:DeepFM、Wide&Deep。此外,我們?cè)诎ò俣仍趦?nèi)的多家互聯(lián)網(wǎng)公司上均有不錯(cuò)的落地表現(xiàn)

在智能城市領(lǐng)域,萬(wàn)級(jí)別攝像機(jī)收集視頻流,通過(guò)芯片編解碼獲取圖片,對(duì)圖片進(jìn)行人臉檢索以及比對(duì)。該場(chǎng)景主要是以CV類(lèi)算法為主,我們和飛槳聯(lián)合優(yōu)化模型包括:ResNet50、MobileNet-v3、Unet、Yolov3-DarkNet53、SSD-ResNet34 。

工業(yè)質(zhì)檢場(chǎng)景,高清工業(yè)相機(jī)拍攝零件照片進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。搭載國(guó)產(chǎn)AI算力機(jī)的質(zhì)檢設(shè)備替代人工質(zhì)檢,大大節(jié)省了人力,14個(gè)月即可收回成本。同時(shí),“5G+AI+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”解決方案大大提高了整廠的智能化水平,幫助企業(yè)降低損耗,提升約10%的良品率。在這個(gè)方向上,我們和飛槳聯(lián)合開(kāi)發(fā)了Yolov3-DarkNet53、SSD-ResNet34。

在目前國(guó)內(nèi)前沿的生物計(jì)算領(lǐng)域,我們也對(duì)基因測(cè)序算法Blast以及蛋白質(zhì)折疊預(yù)測(cè)算法進(jìn)行了硬件適配,并取得了不錯(cuò)的加速比。

綜上,我們?cè)诨ヂ?lián)網(wǎng)、智慧城市、智慧工業(yè)、生物計(jì)算、智慧金融、智慧政務(wù)、智算中心以及智慧交通等各行業(yè) AI 應(yīng)用落地場(chǎng)景中均提供了多種解決方案。

總結(jié)來(lái)看,昆侖芯科技最獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在于:在百度搜索引擎、小度等業(yè)務(wù)中部署超過(guò)2萬(wàn)片,是國(guó)內(nèi)唯一一款經(jīng)歷了互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模核心算法考驗(yàn)的云端AI芯片,產(chǎn)品的可用性、可靠性、穩(wěn)定性、魯棒性得到了驗(yàn)證,也證明了團(tuán)隊(duì)在芯片架構(gòu)、軟件棧、工程化系統(tǒng)層級(jí)的技術(shù)實(shí)力。此外,昆侖芯靈活支持多個(gè)AI場(chǎng)景,如視覺(jué)、語(yǔ)音、NLP和推薦等;不僅如此,昆侖芯也支持HPC、生物計(jì)算等算法的加速。

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