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   AI計(jì)算力芯片是支撐AI服務(wù)器運(yùn)行的核心器件，也被稱(chēng)之為AI加速器或計(jì)算卡，是專(zhuān)門(mén)用于來(lái)處理AI計(jì)算任務(wù)的模塊。從廣義范疇上講，能夠運(yùn)行人工智能算法的芯片都被稱(chēng)之為AI算力芯片，它可以滿(mǎn)足AI算法的復(fù)雜度和多樣化的需求，具有高性能、低功耗、低延遲、高并行度等顯著特點(diǎn)。

目前市面上常見(jiàn)芯片的有通用類(lèi)（CPU、GPU）、FPGA（半定制）、ASIC（全定制），以及他們的各種組合。在云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心、邊緣計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)、智能汽車(chē)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。下面一起來(lái)看看這幾款芯片的特點(diǎn)。

1. CPU：計(jì)算機(jī)運(yùn)算和控制的核心。CPU是中央處理器（Central Processing Unit）的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是對(duì)計(jì)算機(jī)的所有硬件資源進(jìn)行控制調(diào)配、執(zhí)行通用運(yùn)算的核心硬件單元，也是計(jì)算機(jī)的“心臟”。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所有軟件層的操作，最終都將通過(guò)指令集映射為CPU的操作。CPU包括運(yùn)算器、控制器、寄存器等模塊。其中運(yùn)算器和控制器是CPU的核心模塊，前者負(fù)責(zé)進(jìn)行各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算操作，后者為“決策機(jī)構(gòu)”，主要任務(wù)就是發(fā)布命令，發(fā)揮著整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作的協(xié)調(diào)與指揮作用。當(dāng)前X86架構(gòu)和ARM架構(gòu)占據(jù)全球主要市場(chǎng)份額。

2. GPU：AI算力界的翹楚，通用性最強(qiáng)

GPU，用于圖形處理的AI計(jì)算芯片。GPU（Graphics Processing Unit），即圖形處理器，又稱(chēng)顯示核心、視覺(jué)處理器、顯示芯片，起初是一種專(zhuān)門(mén)在個(gè)人電腦、工作站、游戲機(jī)和一些移動(dòng)設(shè)備（如平板電腦、智能手機(jī)等）上做圖像和圖形相關(guān)運(yùn)算工作的微處理器，是一種由大量運(yùn)算單元組成的大規(guī)模并行計(jì)算架構(gòu)，專(zhuān)為同時(shí)處理多重任務(wù)而設(shè)計(jì)。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，GPU被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、礦機(jī)、深度學(xué)習(xí)等領(lǐng)域。GPU芯片采用統(tǒng)一渲染架構(gòu)，計(jì)算通用性最強(qiáng)，可以適用于多種算法，在算法尚未定型的領(lǐng)域，GPU是最佳選擇。

目前GPU在A(yíng)I計(jì)算市場(chǎng)銷(xiāo)售額占比最大，霸主地位十分穩(wěn)固。如今大規(guī)模商業(yè)運(yùn)用的AI芯片中，GPU最早被應(yīng)用于A(yíng)I計(jì)算領(lǐng)域，并且是人工智能領(lǐng)域運(yùn)用最廣泛且最成熟的AI芯片。由于GPU采用的是并行架構(gòu)，并且超過(guò)80%部分為運(yùn)算單元，因此擁有超高算力、深度學(xué)習(xí)能力。打個(gè)比方，如果將傳感器類(lèi)比成人的感官，那么GPU可以類(lèi)比作人的大腦。最近火爆全球的ChatGPT用的就是GPU芯片。

3. ASIC：專(zhuān)用性最強(qiáng)，追求特殊定制

ASIC是一種針對(duì)特殊要求而進(jìn)行全定制化的集成電路芯片。其定制程度相比于GPU和FPGA更高，在生產(chǎn)后硬件算法無(wú)法被修改。ASIC算力水平一般高于CPU、GPU、FPGA，但初始投入大，專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)縮減了其通用性，算法一旦改變，計(jì)算能力會(huì)大幅下降，需要重新定制。

隨著AI的快速應(yīng)用和發(fā)展，算力需求大幅增加，在此背景下，對(duì)于一些特定的領(lǐng)域，其數(shù)據(jù)量龐大，算法逐漸固定，使用專(zhuān)為特定算法設(shè)計(jì)的ASIC芯片成為了許多公司的首選。但ASIC的缺點(diǎn)是前期投入成本高，可復(fù)制性一般，因此，只有用量足夠大時(shí)才能夠分?jǐn)偳捌谕度?，降低成本?/span>

4. FPGA：半定制芯片，靈活性高

FPGA是一種可靈活編程的半定制芯片。FPGA（Field－Programmable Gate Array），即現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，它是可以由工程師們進(jìn)行反復(fù)編程的邏輯器件。它可以重新定義每個(gè)邏輯塊及其之間的連接，用來(lái)構(gòu)建復(fù)雜的數(shù)字電路，而無(wú)需物理上連接各個(gè)門(mén)和觸發(fā)器，是全球領(lǐng)先的技術(shù)工藝。像CPU、ASIC、GPU等屬于固定芯片，無(wú)法進(jìn)行改變。

近年來(lái)，隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能的發(fā)展，FPGA的應(yīng)用領(lǐng)域也得到快速擴(kuò)張。用戶(hù)可以根據(jù)自身的需求進(jìn)行重復(fù)編程。FPGA的優(yōu)點(diǎn)就是既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門(mén)電路數(shù)有限的缺點(diǎn)，對(duì)芯片硬件層可以靈活編譯。與GPU和CPU相比，FPGA具備更強(qiáng)的平均計(jì)算能力和更低的功耗。由于其具備的可靈活編程的特點(diǎn)，被業(yè)界稱(chēng)之為“萬(wàn)能芯片”。

近年來(lái)由于米國(guó)加強(qiáng)對(duì)我國(guó)半導(dǎo)體的限制，FPGA國(guó)產(chǎn)替代迫切，也促使國(guó)產(chǎn)FPGA廠(chǎng)商產(chǎn)品快速迭代，雖然國(guó)內(nèi)FPGA研發(fā)起步較晚，但差距正在逐漸縮小，在當(dāng)前國(guó)家對(duì)芯片行業(yè)的大力支持下，以及FPGA在5G和AI領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，這些現(xiàn)狀給國(guó)產(chǎn)FPGA廠(chǎng)商創(chuàng)造了一個(gè)良好的生態(tài)環(huán)境和發(fā)展機(jī)遇。

邁碩作為國(guó)產(chǎn)化FPGA踐行者，堅(jiān)持以研發(fā)創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)，緊跟國(guó)產(chǎn)化替代的步伐，已全面掌握全國(guó)產(chǎn)化核心技術(shù)，成功建立國(guó)產(chǎn)化供應(yīng)鏈，助力中國(guó)集成電路國(guó)產(chǎn)化的發(fā)展。近年來(lái)已開(kāi)發(fā)多款全國(guó)產(chǎn)自主可控產(chǎn)品，包含多款標(biāo)準(zhǔn)化PCIe采集卡，FPGA核心模塊，串口服務(wù)器等等。

邁碩已獲得國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)證、ISO質(zhì)量管理體系認(rèn)證、專(zhuān)精特新企業(yè)認(rèn)證以及40多項(xiàng)相關(guān)專(zhuān)利。在國(guó)產(chǎn)化板塊，邁碩已掌握多種國(guó)產(chǎn)化技術(shù)方案，如FPGA、DSP、CPU、MCU，高速AD、DA，高速低噪運(yùn)放等；ARINC429、1553B、FC-AE等多種通信接口。國(guó)產(chǎn)化方案涉及電磁探測(cè)、水聲通訊與探測(cè)、光電傳感、高速信號(hào)采集傳輸與存儲(chǔ)、邊緣計(jì)算等領(lǐng)域。更多產(chǎn)品詳情，請(qǐng)前往邁碩官網(wǎng)查看www.yzhyq.com

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