芯片世界觀︱谷歌TPU重拳出擊，英偉達(dá)受的傷害有多大？

Nvidia 正面臨新的威脅，它就是 Alphabet TPU。

前幾天，Google 在自家網(wǎng)站上公開(kāi)了 TPU 相關(guān)論文的初稿，在 6 月份于多倫多召開(kāi)的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)國(guó)際研討會(huì)（ISCA）之前，既吊足了大眾胃口，又做了一個(gè)劇透。

這個(gè)論文都將說(shuō)些什么？據(jù)悉，Alphabet 將 TPU 與 GPU/CPU 的性能進(jìn)行對(duì)比，具體而言，即是將用于數(shù)據(jù)中心的 TPU 與英特爾 Haswell CPU 以及 Nvidia K80 GPU 進(jìn)行比較。

在深入探討這個(gè)對(duì)比結(jié)果之前，我們先看看 Alphabet 研發(fā) TPU 的初衷。這要從 2013 年說(shuō)起，那時(shí)英偉達(dá)還是一個(gè)專注于游戲級(jí) GPU 開(kāi)發(fā)的公司，Alphabet 便決定使用深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）在其數(shù)據(jù)中心構(gòu)建自己的專用集成電路（ASIC）。

Alphabet 最初的規(guī)劃是使用 ASIC 進(jìn)行學(xué)習(xí)，GPU 進(jìn)行訓(xùn)練（或預(yù)測(cè)）。通過(guò)將兩者進(jìn)行結(jié)合，Alphabet 在短短 15 個(gè)月的時(shí)間里，便成功構(gòu)建了所謂的 TPU。

TPU 的構(gòu)造完全不同于 GPU 與 CPU。TPU 并非依賴于 Nvidia 或者 Intel 的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN），而是主要靠多層感知器（MLP）、CNN 和循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）。

Alphabet 的謀略便是在同一處使用 3 種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的權(quán)重進(jìn)行功能分配。這意味著需要較低計(jì)算能力的數(shù)據(jù)與權(quán)重較高且需要龐大計(jì)算的數(shù)據(jù)是不同的處理過(guò)程。這樣便可以節(jié)省時(shí)間和資源，這也恰是影響處理器的兩項(xiàng)重要指標(biāo)。

相比 Nvidia K80 及英特爾 Haswell，這個(gè)獨(dú)特架構(gòu)便賦予 Alphabet TPU 一定的優(yōu)勢(shì)。根據(jù) Alphabet 推斷，TPU 速度比 K80 GPU 和 Haswell CPU 速度快 15~30 倍。此外，TPU 性能 / 瓦特是 Nvidia GPU 和 Intel CPU 的 30~80 倍。

Alphabet 還表明其 TPU 與 K80 及 Haswell 對(duì)比，其架構(gòu)如何實(shí)現(xiàn)每個(gè)層的最佳性能。

Alphabet 在其論文中，并沒(méi)有表現(xiàn)出要在數(shù)據(jù)中心以外領(lǐng)域使用 TPU 的打算。盡管這樣，但是 TPU 對(duì)于 Nvidia GPU 依然是個(gè)長(zhǎng)期的威脅。我們來(lái)仔細(xì)看一下這個(gè)問(wèn)題，深層的威脅并不是 TPU 產(chǎn)品本身，而是一個(gè)沒(méi)有任何制造歷史的公司提出并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)比 Nvidia GPU 更快的方案，這是一種超越，表面 Nvidia 的護(hù)城河被攻破。

是否會(huì)有更多像 Alphabet 這樣的公司涌現(xiàn)？短期 / 中期或者長(zhǎng)期，是否會(huì)有這樣的公司出現(xiàn)？IBM、亞馬遜、Facebook 等公司是否會(huì)成為下一個(gè)為自己數(shù)據(jù)中心構(gòu)建 GPU 的 Alphabet？如果它們真的成為下一個(gè) Alphabet，除了自用，它們是否會(huì)選擇進(jìn)行產(chǎn)品的銷售？

這些問(wèn)題必須先找到一個(gè)答案，否則，長(zhǎng)期來(lái)看 Nvidia 將在市場(chǎng)中扮演怎樣的角色便很難得出一個(gè)結(jié)論。

可能成為下一個(gè) Alphabet 的遠(yuǎn)不止 IBM、亞馬遜、Facebook。目前來(lái)看，Nvidia 面臨的威脅有多大還無(wú)法得出結(jié)論，這個(gè)威脅可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是 TPU 產(chǎn)品如此簡(jiǎn)單。

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