边缘人工智能芯片大放异彩(7)

边缘人工智能芯片所实现的人工智能更准确的名称是深度机器学习。它由两个部分构成。第一部分是训练。训练需要重复不断地分析大量历史数据，从这些数据中检测不同的模式，并针对这种类型的模式检测生成算法。第二部分是推理。在推理中，经过训练过程产生的算法（常通过进一步的训练不断更新和调整）被用于分析新的数据，挖掘有价值的结果。

直到最近，机器学习软件的所有训练和推理还使用同一标准的芯片——中央处理器、图形处理器、现场可编程门阵列以及专用集成电路的混合。这些芯片体积大，成本高，功耗大，还会释放大量热量；因此，基于这些芯片打造的硬件均安放在数据中心之中。相比之下，本章所讨论的边缘人工智能芯片主要或只执行推理任务，所采用的算法则通过数据中心的训练产生。虽然一些边缘人工智能芯片亦执行训练任务，但大部分训练仍旧主要在数据中心完成。

有趣的是，虽然过去数据中心芯片同时被用于训练和推理，我们如今看到，数据中心芯片的发展正呈现出不同的特点，部分芯片的优化侧重于训练，而部分则侧重于推理。38这种相对较新的发展将会产生何种影响尚未明确。但一个可能的趋势是，随着边缘人工智能芯片的崛起，当前数据中心训练和推理处理组合将逐步向重训练、轻推理转变。若真如此，这种专用的数据中心芯片尤其有助于提升灵活性，使正在经历训练和推理重心转变的数据中心相应地调整自身硬件组合。

小 结

谁将从边缘人工智能芯片市场的增长中受益呢？很明显，这对边缘人工智能芯片的制造企业而言是十分有利的。从几年前的基本为零，到2020年将实现超过25亿美元的新增收入，这些企业未来数年还将取得每年20%的增长，利润水平有望与行业平均水平相当。但是这一数据应置于具体的环境之中。2020年全球半导体行业收入预计为4,250亿美元，39边缘人工智能芯片仅占其中很小的一部分，无法对整个行业的格局产生影响，甚至难以改善制造企业的业绩。

事实上，那些对设备人工智能有需求的人受益更大。边缘人工智能芯片不仅能大幅提升现有设备的能力，亦将催生具备新功能和市场的全新设备。长远来看，后者很可能将推动边缘人工智能芯片产生更具变革性的影响。

部分处理功能（早期主要为推理）从核心转至边缘是否会对人工智能芯片制造企业产生不利影响？我们无法确定。所有人工智能芯片制造企业亦在制造边缘人工智能芯片，因此处理功能从核心向边缘的转变也许只会产生很小的影响，甚至没有影响。同时，人工智能处理需求迅速增长，有可能会推动整个行业的增长：人工智能芯片行业（包括边缘及数据中心领域）预计将从2018年的60亿美元规模增长至2025年超过900亿美元，复合年均增长率达到45%。40潜在的负面因素在于，成本更低、体积更小及功耗更少的边缘人工智能芯片的兴起，可能会迫使数据中心人工智能芯片的定价甚至销量出现下行。这在过去已有发生：在半导体行业历史上，边缘处理芯片的普及频繁导致主机/核心处理硬件价格以仅基于根据摩尔定律的增长预测更快的速度下降。

也有人认为将人工智能处理从核心转至边缘会对云人工智能企业造成损害。这是不太可能的。近期预测显示，2024年云人工智能或“人工智能即服务”市场的收入将从2018年的20亿美元增长至近120亿美元，复合年均增长率达到34%。41若没有边缘人工智能芯片，这一增长也许可能会更加强劲，但仍表明云人工智能的增长速度将近于整体云市场的两倍——至2023年云市场的复合年均增长率预测为18%。

同样，也有人担心如果边缘设备能够直接执行人工智能推理，那么这些设备便不再需要联网了。这也是不太可能发生的。边缘人工智能设备将依然需要与网络核心进行通信——发送数据用于人工智能训练、接收最新人工智能算法进行推理，以及许多其他原因。正因如此，我们预计所有或基本所有边缘智能设备将会具备联网功能。

但是这种联网的性质可能与两三年前的预测有所不同。当时，人工智能推理仅限于大型数据中心，而智能物联网设备必须联网才能获取这些人工智能推理能力——不仅是旧的网络，还有具有超高网速、服务质量保障、高联网密度以及最低延迟的网络。这些特性过去——如今依然——只有5G无线网络才具备。因此，当时人们自然认定所有采用人工智能的物联网设备亦需要——也只能——使用5G。

如今，这种认定不再成立。设备本身能够执行一大部分人工智能处理并不能消除联网的需要，但是这种联网并不一定需要通过5G网络。当然，5G在某些情况下仍是必要的，同时5G市场预计将会迅猛增长，至2025年的复合年均增长率将高达55%，每年增长超过60亿美元。43但由于边缘人工智能芯片的出现，5G物联网领域的市场机会可能会稍稍小于较数年前的预测。

边缘人工智能芯片的普及很可能将推动消费者和企业发生显著改变。对于消费者，边缘人工智能芯片能够实现众多功能——从手机解锁，到与语音助手对话，再到在极端环境下拍摄震撼人心的照片等等——这些功能此前只有连接互联网才能实现。但长期来看，边缘人工智能芯片只有应用于企业之中，使企业能够将自身物联网应用推升至一个全新的高度，才能产生更大的影响。在人工智能芯片的助力下，智能机器能帮助制造、建筑、物流、农业及能源行业企业拓展现有市场，与行业巨头竞争，转变利润分配的格局。收集和解读大量数据、并据此采取行动的能力，对许多正在日益普及的数据密集型应用至关重要：视频监控、虚拟现实、自动飞行无人机和自动驾驶汽车等等。这种未来很大程度上取决于边缘人工智能芯片所能带来的改变：将智能融入设备之中。

本文首发于德勤《2020科技、传媒和电信行业预测》报告。

（编辑：ASP站长网）