笔记¶

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2023年12月20日
分类于 Artificial Intelligence
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AI Hardware & Accelerators

导言

牧本定律由1987年牧村次夫提出，半导体产品的发展历程总是在“标准化”和“定制化”之间交替摆动，大概每十年摆动一次，揭示了半导体产品性能功耗和开发效率之间的平衡，这对于处理器来说，就是专用结构和通用结构之间的平衡—专用结构性能功耗优先，通用结构开发效率优先。
贝尔定律是由戈登贝尔在1972年提出的一个观察，即每隔10年，会出现新一代计算机（新编程平台、新网络连接、新用户接口、新使用方式），形成新的产业，贝尔定律指明了未来一个新的发展趋势，这将会是一个处理器需求再度爆发的时代，不同的领域、不同行业对芯片需求会有所不同，比如集成不同的传感器、不同的加速器等等。

生产特殊的硬件：

带来的加速比和能耗收益，达到10倍百倍都是很正常的。
但是开发成本也是巨大的，包括芯片设计，流片成本，软件栈的开发，商业化的推广。
开发周期也相当长。需要对当前的技术的未来具有前瞻性。不要生产出来就过时了。

常见的例子，用于并行计算的GPU， H265视频编解码单元, Google TPU芯片、车载芯片、手机AI芯片。

AI领域的至今不变的特点：

基于反向传播和梯度/参数更新的整体逻辑
需要保存大量的参数来表征问题，以高维矩阵的形式存储，所以矩阵运算十分常见
训练由于要计算并更新梯度，一般是计算密集。但是推理一般是访存密集。

现在大火的transformer，除非它就是AGI的最理想模型，不然为一个模型专门定制硬件，很容易钱就打水漂了。为自己的算法模型定制一块AI芯片，如特斯拉。但应用面越窄，出货量就越低，摊在每颗芯片上的成本就越高，这反过来推高芯片价格，高价格进一步缩窄了市场，因此独立的AI芯片必须考虑尽可能适配多种算法模型。¹

当然，也可以从workload的应用出发，分析有什么重复的热点，值得做成专用的电路单元。