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數據分析:AI芯片市場究竟有多大?

時間:2019-09-17 作者:Sally Ward-Foxton 閱讀:
市场研究机构ABI Research最近发布了两份报告,详细描绘了今日的AI芯片市场状态...

人工智能(AI)加速器芯片商机被大肆炒作,但这个市场究竟有多大?已经有哪些公司在销售这类芯片?市场研究机构ABI Research最近发布了两份报告,详细描绘了今日的AI芯片市场状态,为此EE Times访问了报告作者,ABI首席分析师Lian Jye Su,请他分享目前在这个商机潜力十足的市场上,有哪些较活跃的公司与技术。D5MEETC-電子工程專輯

雲端AI市場

ABI的第一份報告聚焦于快速成長的雲端AI推理與訓練服務應用,預期該市場在2024年將從2019年的42億美元成長至100億美元。Nvidia與英特爾(Intel)是此一领域目前的领导厂商,但它们的地位正受到包括中国新创公司寒武纪(Cambricon Technologies)、英国新创公司Graphcore、以色列新创公司Habana Labs以及高通(Qualcomm)等後起之秀的挑戰。D5MEETC-電子工程專輯

Su表示,Nvidia顯然仍會是該市場的龍頭,主要是因爲該公司具備成熟的開發者生態系統以及先行者優勢。此外他指出:“隨著AI模型、數據庫以及工具組持續演變更新,Nvidia扮演優良的後備選項,因爲其方案具備通用AI芯片的功能。當然,這些優勢會因爲市場逐漸成熟而減退,但Nvidia的地位在可見的未來仍然穩固。”D5MEETC-電子工程專輯

D5MEETC-電子工程專輯

Lian Jye Su(Source: ABI Research)D5MEETC-電子工程專輯

根据ABI的分析,今日的云端AI芯片市场分成三块:一是由AWS、微软(Microsoft)、Google、阿里巴巴、百度与腾讯等云端运算服务供应商主导的公有云市场,二是企业数据中心、即私有云市场;第三块则是ABI称为“混合云”(hybrid cloud)的市场,也就是结合公有与私有云的方案(如VMware、Rackspace、NetApp、HPE、Dell等公司的产品)。D5MEETC-電子工程專輯

此外ABI的报告还定义了另一个新兴领域──电信云(Telco clouds),指的是电信业者为其核心网络与IT、边缘运算工作所布署的云端基础建设。Su认为,这个新领域会为AI芯片供货商带来很大的商机:“我们已经看到如華爲(Huawei)等網絡基礎建設方案供貨商,還有較小程度像是諾基亞(Nokia)等公司,推出爲電信網絡功能優化的ASIC;這是一個很大的市場,Nvidia近來也非常努力想要進入。”D5MEETC-電子工程專輯
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2017~2024年AI芯片年度销售额。(来源:ABI Research)D5MEETC-電子工程專輯

而Su雖然沒看到有任何其他廠商能在短時間內撼動Nvida在雲端AI訓練芯片市場的主導地位,但推理芯片領域則是人人有機會,目前並沒有一家公司獨霸的情況。這有部份原因來自于推理工作在不同垂直應用上會有所不同的本質;他認爲,該領域的ASIC會從2020年起呈現強勁成長。D5MEETC-電子工程專輯

目前AI推理往邊緣裝置移動的趨勢,意味著包括智能手機、自駕車以及機器人等裝置,對于雲端的依賴程度將會降低,但Su強調,這並不代表某些雲端服務供貨商所認爲的、AI推理工作量大于訓練工作量的情況會改變。D5MEETC-電子工程專輯

“有一些AI永远不会移到边缘,例如聊天机器人(chatbots)还有对话AI (conversational AI)、诈骗监测(fraud monitoring)与网络安全系统等等;”他表示:“这类系统会牵涉从规则式(rule-based)到深度学习类型的AI系统,这实际上是增加了推理工作量,而且增加的幅度远远可抵销那些转移至边缘的推理工作量。”D5MEETC-電子工程專輯

还有Google;Google的张量处理器(TPU)可以同时处理云端训练与推理任务,被认为是分别由Intel与Nvidia领衔的CPU与GPU技术的强劲对手。ABI的报告指出,Google在TPU上的成功为其他云端服务业者(CSP)建立了一个自己开发AI加速器ASIC的优良模板;包括華爲、AWS与百度等也都已经这么做。D5MEETC-電子工程專輯

那麽如果雲端服務業者都開始自己設計芯片,在該領域還有其他芯片業者能生存的空間嗎?對此Su表示:“沒錯,隨著CSP開始自己設計芯片,對于一些新進公司來說這個市場會變得非常具挑戰性;我們預測,到2024年該市場約會有15~18%是由CSP自己填滿,因此雲端AI商機會有更多是來自于數據中心私有雲領域。”D5MEETC-電子工程專輯

Su表示,金融、医疗机构还有研发与学术领域也会需要执行AI,而且他们会考虑采用为AI工作负载优化的芯片,这为包括寒武纪、Graphcore、Habana Labs以及Wave Computing等新进业者提供了一些优势。他也认为,其他将因此受惠的厂商还包括IP供货商如ARM、Cadence与芯原(VeriSilicon)等,他们将会需要支持比以往更多的芯片开发业者。D5MEETC-電子工程專輯

邊緣AI市場

ABI的另一份报告则是聚焦邊緣AI市場,指出边缘AI推理芯片市场在2018年的规模为19亿美元;而边缘训练市场在同一年度的规模只有140万美元。Su解释,会在边缘执行AI训练的装置包括网关(用以储存历史数据或是扮演设备中枢角色),还有企业内部布署(on-premise)服务器(在私有云中,但是位于AI数据产生的地方)。D5MEETC-電子工程專輯

为on-premise服务器的训练任务所设计之芯片,包括Nvidia的DGX,还有華爲服务器与网关所配备的Ascend 910芯片;包括寒武纪、Graphcore与Habana Labs等公司,也有专门锁定on-premise数据中心的系统级芯片。Su表示:“边缘AI训练市场还很小,因为AI训练任务还是偏向在云端执行。”D5MEETC-電子工程專輯
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2017~2024年的AI推理与训练芯片市场营收。(来源:ABI Research)D5MEETC-電子工程專輯

在2019年至2024年之间,整体邊緣AI市場规模估计可达到31%的复合年平均成长率(CAGR),边缘AI推理将占其中大宗;Su指出,边缘推理会有三大主要应用──包括智能手機/可穿戴装置、汽车以及智能家庭/白色家电,及三大利基市场。D5MEETC-電子工程專輯

第一个利基市场是通常需要异质运算架构的机器人,因为这类机器人仰赖各种型态的神经网络,如利用同步定位与地图构建(simultaneous location and mapping,SLAM)来导航,或是做为人机接口的对话AI、用来侦测物体的机器视觉等;Su表示,所有这些应用都是在不同程度上采用CPU、GPU与ASIC,而Nvidia、英特爾与高通在这个领域中激烈竞争。D5MEETC-電子工程專輯

“第二個利基市場是智慧工業應用,包括智能制造、智能建築與石油天然氣領域;”他指出:“我們看到FPGA供貨商在這個領域的表現優異,因爲需要采用新技術的是舊有設備,而FPGA架構能提供靈活性與適應性。”D5MEETC-電子工程專輯

最後一個利基應用是在“非常邊緣”的地方,也就是將超低功耗AI芯片嵌入傳感器與其他廣域網上的小型終端節點。有鑒于此應用的聚焦于超低功耗,這個領域的競爭廠商包括FPGA供貨商、RISC-V架構芯片以及其他ASIC供貨商。D5MEETC-電子工程專輯

那么到目前为止,有那些芯片业者已经取得AI推理应用的设计案?Su的回答是:“因为智能手機的出货量庞大,因此智能手機用AI ASIC的供货商,是整体边缘AI芯片市场实际上的大赢家,包括蘋果(Apple)、海思(HiSilicon)、高通、三星(Samsung),以及较低程度上也包括联发科技(MediaTek);但如果我们只提新创,我认为以色列的Hailo,还有中国的地平线(Horizon Robotics)、瑞芯微(Rockchip),看来已经取得一些终端装置制造商的青睐。”D5MEETC-電子工程專輯

Su也表示,在商业实现与布署边缘AI芯片方面,软件扮演关键角色;相较于Nvidia是持续升级其编译程序工具与建构开发者社群,英特爾与赛灵思(Xilinx)等业者采取的作法则与拥有软件AI加速解决方案的新创公司合作,或是收购他们。D5MEETC-電子工程專輯

他也建议,“芯片业者应该要考虑为开发者社群提供工具组与链接库,还有开发者教育课程、举办竞赛、論壇或研讨会等,这些能吸引开发工程師與芯片業者合作並開發相關應用程序;但這對于新創公司來說並不容易。”D5MEETC-電子工程專輯

除了提供適當的軟件以及爲開發者社群提供支持,ABI的報告還指出,AI芯片業者想要成功,得擁有獲得其他技術價值鏈支持、優良的産品開發藍圖,他們也會需要爲不同的使用案例創造芯片産量規模,同時要維持具競爭力的價格點。D5MEETC-電子工程專輯

编译:Judith Cheng 责编:Yvonne GengD5MEETC-電子工程專輯

(參考原文: AI Chip Market to More than Double in 5 Years,by Sally Ward-Foxton)D5MEETC-電子工程專輯

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本文为EET電子工程專輯 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Sally Ward-Foxton
Sally Ward-Foxton是EE Times特派记者,她专注于EE Times美国版的AI技术和相关话题,以及EE Times欧洲版雜志中的欧洲企业报道。 Sally base在英国伦敦,她报道电子行业已有15年,曾为Electronic Design、ECN、Electronic Specifie撰写设计、电子元件类文章。 她拥有剑桥大学的电气和电子工程硕士学位。
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