近日,日本軟銀決定斥資234億英鎊收購英國芯片設計公司ARM公司,此次收購價格相當于ARM去年營收的23倍,相當于2015年凈利潤的70倍。至于收購的動機,有媒體聲稱,“日本軟銀試圖收購ARM與人工智能有關”,并言之鑿鑿“至于為何要收購ARM,便要從軟銀掌門人孫正義那個人工智能夢想開始。最近幾年,軟銀一直在積極推進在機器人領域的發展,他們推出了Pepper人形機器人,并且還會不斷提升公司的人工智能行業競爭力。”
那么事情的真相是否如媒體所言呢?
ARM的主營業務和人工智能無關
ARM公司是國際IC設計巨頭,ARM處理器占據了全球約95%的平板電腦和智能手機。和Intel直接賣芯片不同,ARM并不直接出售芯片,而是出售技術授權。ARM的產品線很長,有從系統IP、物理IP、GPU、視頻解碼、顯示等產品。最廣為人知是ARM的Cortex系列處理器。其中Cortex-A面向開放系統;Cortex-R面向嵌入式系統;Cortex-M面向各種微控制器;SC系列面向支付、電子政府、SIM卡等安全市場。這些產品成為ARM與Intel分庭抗禮的基石。
(Cortex系列處理器)
因此,ARM的主營業務是出售各種IP。近年來,ARM積極擴展的是低功耗服務器市場,并沒有ARM試圖開發人工智能芯片的消息。由此可見,ARM的主營業務和發展人工智能沒有多大關系。
人工智能是以計算為手段實現類似人類的感知或認知功能,或研究由此派生的問題求解器。用最簡單的話說就是讓機器模擬人的思維方式,使電腦能以類似人腦的方式進行思考、識別語音、識別圖像、理解文章含義。目前限制智能發展的核心因素兩個:一是算法上還沒有達到完善,現在對智能計算的過程理解不夠。二是硬件性能不夠。人腦有千億神經元,百萬億突觸構成的復雜網絡,而現有芯片和這個還有多個數量級差距。
很顯然,ARM無論是在人工智能算法上,還是在神經網絡芯片上,ARM都沒有任何技術積累,收購ARM對于發展人工智能沒有任何意義。
收購ARM和發展機器人產業關系不大
機器人有三大核心零部件,分別是減速器、伺服電機、控制器,三者分別占機器人整機成本的35%、25%、15%,而且減速器和伺服電機市場份額大半被發達國家所占據——在減速器方面,日本Harmonic是諧波減速器領域的領軍者,占據了約全球15%的市場份額;日本Nabtesco在RV減速器領域的全球市場份額約為60%。在伺服電機方面,日系公司約占全球市場份額的40%;西門子、博世、施耐德等德系品牌占據全球市場份額的30%左右。
(龍芯機器人控制器)
控制器相當于機器人的大腦,用來發布和傳遞動作指令,包括硬件和軟件兩部分:
軟件部分主要是控制算法。硬件就是工業控制板卡,包括一些主控單元、信號處理部分等電路。真正能和ARM搭上關系的就是控制器所采用的芯片了,雖然ARM在控制器上一定市場份額,但控制器并非只能用ARM。實際上,基于Intel的X86芯片也能做機器人控制器,甚至還有基于龍芯的機器人控制器。此外,還有基于DSP和FPGA的工業機器人控制器。因此,機器人控制器領域,X86、ARM、MIPS其實是處于同臺競技的時代,不存在X86在PC領域,ARM在手機、平板領域處于高度壟斷地位的情況。因此,說收購ARM是為了發展機器人產業,未免有些牽強附會。
哪些芯片可用于人工智能
著眼于人工智能的芯片主要有三類:神經網絡芯片、DSP、GPU。針對人工智能開發硬件,第一種做法是開發專門用于人工智能的芯片,也就是神經網絡芯片。神經網絡芯片可用于解決機器視覺、聽覺和自然語言處理等領域的實際問題,可以用于卷積神經網路(CNN)、循環神經網絡(RNN)和長短期記憶網絡(LSTM)等處理語音和自然語言的網絡,最典型的代表就是中國的“寒武紀”芯片、IBM的“真北”。
(中國的“寒武紀”芯片)
第二種做法是將傳統的面向數字信號處理的DSP處理器架構用于處理神經網絡(主要在運算器方面作了相應修改,例如低位寬和超越函數),這種用傳統SIMD/DSP架構來適配神經網絡的技術思想在國際上已有不少先例,甚至有成熟的產品,例如中國的“星光智能一號”、CEVA公司的XM4處理器、Cadence公司的Tensilica Vision P5處理器、Synopsys公司的EV處理器等。這種DSP僅可支持神經網絡正向運算,無法支持神經網絡的訓練,和神經網絡芯片相比有一定差距。
第三種做法是采用GPU,最典型的例子就是英偉達為人工智能定制的GPU,但這種GPU和神經網絡芯片相比,有百倍以上的能耗劣勢——以“寒武紀”的DianNao為例,DianNao為單核處理器,主頻為0.98GHz,峰值性能達每秒4520億次神經網絡基本運算,65nm工藝下功耗為0.485W,面積3.02mm^2。在若干代表性神經網絡上的實驗結果表明,DianNao的平均性能與主流GPGPU相當,但面積和功耗僅為主流GPGPU百分之一量級。
結語
因此,筆者認為,網絡流傳“日本軟銀試圖收購ARM與人工智能有關”,如果不是媒體以訛傳訛,就是日本軟銀故意放出假消息炒股價——自谷歌“阿法狗”大戰李世石后,人工智能一度炙手可熱,儼然成為資本市場的寵兒,這也是中國“星光智能一號”明明是DSP,卻要聲稱自己是神經網絡芯片的重要原因。畢竟,在最近負面消息纏身的情況下,向人工智能進軍無異于是對資本市場釋放一個利好的信號。