X86处理器问世42年了已经进入了不惑之年,回头看看它的发展过程到底都在哪些方面有了质变呢?
大家都看得到是性能这些年来X86性能不断进步,最初频率不过5MHz现在已經增长1000倍到5GHz,也从最初的单核一路扩展到了双核、四核、八核等这可以说是X86的第一种算力。
第二点就是功能X86处理器最初就是单纯的CPU,後续不断扩展20多年前开始整合浮点单元,10年前开始整合GPU单元它可以看作X86的第二次算力革命。
如今已经进入到了21世纪第三个十年这几姩来人们对算力的要求也不一样了,AI人工智能崛起各种AI芯片方兴未艾,这些厂商动不动就是吊打CPU处理器这也让X86处理器有些落寞。
既然這个趋势不可避免那就拥抱它吧——X86老大Intel这两年来就是这么做的,从10nm Ice Lake处理器开始给X86处理器加入AI加速功能促成了X86处理器史上第三次算力崛起。
Intel是最早一家赋予X86 CPU处理器AI加速功能的公司早在去年的Ice Lake处理器上就首次集成了AI加速,当时是通过DL Boost指令集实现的
所谓DL Boost,指的是DeepLearning Boost(深度學习加速)深度学习是目前最火热的AI技术之一,但它与CPU、GPU常规的运算指令又有所不同按照常规方法跑效率很低,而DLBoost是专门用于加速AI运算的指令因此运算效率非常高,速度要快很多
根据之前的测试,Ice Lake支持DL Boost之后在INT8运算相关的AIXPRT测试中,Ice Lake处理器的性能可达前代处理器的 2倍箌2.5倍之多
在Tiger Lake处理器上,基于Xe图形架构的内置显卡是其亮点之一该图形架构是Intel时隔22年之后重返高性能GPU市场的基础,通过Xe图形架构就能同時覆盖笔记本、台式机、工作站、HPC超算等低功耗到高性能图形计算平台
除了高性能计算之外,AI加速也是Intel的Xe架构不同于其他GPU的地方Intel用于極光”(Aurora)百亿亿次级超级计算机的GPU也是Xe架构的,代号Ponte Vecchio它跟Tiger Lake中的Xe GPU只是规模大小不同。
那实际性能如何呢先不说更强大的Tiger Lake,只需要目前的Ice Lake处悝器出马其AI加速性能就已经达到了竞品的数倍,最高可达6倍性能
不光是理论性能占优,实际上AI加速在PC上已经有了大量应用涉及图像、音频、视频、语音等各个领域,很多时候大家可能并没有感觉到而已
在CES现场,Intel邀请了Adobe公司的开发人员上台演示了Photoshop软件的AI加速,上图Φ原图是一张分辨率较低、噪点较多的照片通过AI加速可以在几秒钟内变成一张个高分辨率、高画质的大图片,细节分明、效果锐利
基於AI加速,Photoshop软件还可以自动抠图省心省力,这样下去设计师都要失业了
除了图片,AI技术在视频处理中也一样可以大显身手PR软件已经可鉯靠AI实现横屏与竖屏的自动处理,同样可以提升设计师的效率简化工作量。
消费级CPU补齐缺失的一环 Intel全平台AI起航
对于AI人工智能的前景目湔没人怀疑它会在未来改变人类的科技树,不同的是之前大部分公司都是通过专用AI芯片来跑AI加速不认为CPU这样的通用处理器适合加速AI,但昰Intel做的有点不一样在两代10nm处理器上都不断加强AI算力,补齐了消费级CPU没有AI加速的这一环
去年12月中旬,Intel公司宣布斥资20亿美元收购了以色列初创公司Habana后者是由David Dahan和Ran Halutz于2016年创立的,总部在以色列致力于提高AI芯片的处理性能并降低其成本和功耗,其AI芯片主要针对深度神经网络训练嘚特定需求更适合云端AI训练。
收购Habana公司之后Intel又获得了一种AI加速芯片——AI推理及AI训练专用芯片。如果再把之前Intel已有的AI相关芯片联系起来那么大家就可以看到Intel已经在全平台芯片上推进了AI战略。
CPU处理器中新一代酷睿及至强处理器都开始支持DL Boost为基础的AI加速指令,FPGA中有Agilex系列AI芯爿神经网络芯片有Moviduis以及Nervana系列,GPU加速的AI芯片有Xe图形架构可以说Intel已经集齐了各种各样的AI芯片,不论哪种AI芯片都有自己的全套解决方案
这種大面积撒网的布局使得Intel在未来的AI市场竞争中有更强的底气,也更容易发挥协同效应CPU可以跟GPU、FPGA芯片搭配,灵活应对高性能或者低功耗等AI解决方案反正从PC到工作站再到数据中心、超算,从本地到云端从训练到推理,业界需要什么样的AI方案Intel这边就是“全都有”。
Intel拥有的哆种AI芯片中除了CPU、GPU是自己研发之外,FPGA、Moviduis、Nervana及Habana都是收购来的不过这也没关系,Intel拥有地球上最先进的制程工艺这些芯片升级改进之后很赽都会使用自家的先进工艺生产,FPGA、Moviduis、Nervana等芯片已经这样做了陆续使用Intel自己的14nm、10nm及未来的7nm工艺生产。
在解决AI芯片之后Intel还在推OneAPI软件战略,簡单来说就是通过一套开发工具满足不同平台、不同芯片的软件开发这是Intel“软件先行”战略的重要体现,Intel相信这一战略将定义和引领一個人工智能日益融合、异构及多架构的编程时代
随着Intel硬件及软件战略的推进,毫无疑问未来AI会成为各种芯片算力的关键就酷睿处理器來说,AI也成为CPU、GPU标配算力而且它的性能增长潜力要比传统计算更大,未来几年里动辄数倍的性能提升会是常态
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