Facebook的自研芯片曝光

半导体行业观察 · 半导体行业观察·2021-09-10 09:04

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TheInformation 周四援引两名熟悉该项目的人士的话报道称,Facebook Inc (FB.O) 正在开发一种机器学习芯片,用于处理向用户推荐内容等任务。据报道,该公司还开发了另一种用于视频转码的芯片,以改善在其应用程序上观看录制和直播视频的体验。
Facebook 此举之际,主要科技公司,包括苹果公司亚马逊公司和 Alphabet Inc谷歌,正越来越多地放弃传统芯片供应商设计自己的芯片以节省成本成本和提高性能。
在 2019 年的一篇博客中,Facebook 表示正在构建定制芯片设计,专门用于处理 AI 推理和视频转码,以提高其基础设施的性能、功率和效率,当时该基础设施在其所有平台上为 27 亿人提供服务。该公司还表示,将与高通公司、英特尔公司和 Marvell Technology等半导体厂商合作,将这些定制芯片作为通用处理器来打造。足以管理 Facebook 系统处理的工作量。
然而,The Information 的报告表明,Facebook 完全在内部设计这些芯片,并且没有这些公司的帮助。“Facebook 一直在与我们的芯片合作伙伴以及通过我们自己的内部努力探索提高计算性能和能效水平的方法,”公司发言人说。
几乎每过一个月,主流科技公司推出的定制芯片项目数量都会增加。究竟是什么推动了这个趋势产生?谁将从中受益最多?让我们来谈一下我们的一些想法。

为什么技术巨头都开始自研芯片了?


正如“纽约时报”的一篇文章所指出的那样《纽约时报:亚马逊的自研芯片计划威胁英特尔》,亚马逊网站于11月在其AWS re:Invent大会上对外公布了已知的定制芯片项目列表。在那里,该公司展示了Graviton,一种基于ARM微体系结构的服务器CPU,它将为AWS的新云计算实例提供支持。同时,它还推出了一个用于云计算实例的ASIC 产品Inferentia,这个新芯片能够处理推理,或者运行训练有素的AI模型来对抗现实数据和内容。
这两个项目都来自亚马逊2015年购买的的Annapurna。迄今为止,Annapurna已经为宽带网关,Wi-Fi路由器和文件服务器推出了片上系统(SoC),为这些设备提供新的动力来源,同时也发展了用于AWS服务器的高速以太网芯片,让AWS的服务器可从CPU卸载网络功能。
Apple则是一家目前正在进行最多定制芯片工作的技术巨头,它开发的产品包括为其大部分硬件产品线提供动力的SoC,以及用于AirPods和无线Beats耳机的蓝牙芯片,以及指纹传感器,Mac协处理器和显示定时控制器芯片等。另外,该公司还开发了其SoC使用的CPU内核,GPU以及图像和AI协处理器。他们现在也正在加紧开发定制电源管理芯片。据报道,Apple还正在开发一款可替代英特尔CPU的Mac处理器。
Alphabet /Google则针对公共云计算单元推出了一款称为TensorProcessing Units或TPU的 ASIC。据介绍,这款芯片可用于依靠流行的TensorFlow机器学习框架训练或执行AI模型的推理。此外,该公司还开发了一款用于Pixel手机的图像协处理器Pixel Visual Core,为手机的高级相机功能提供动力。
微软则为其HoloLens耳机(称为Holographic Processing Unit或HPU)创建了一个协处理器,用于处理HoloLens传感器提供的信息。据透露,他们正在开发包含AI协处理器的第二代版本。中国互联网巨头阿里巴巴也正在开发推理芯片,它希望将其推广到从云服务器到自动驾驶汽车再到物联网设备。
特斯拉也在开发第三代自动驾驶系统,该系统将由特斯拉官方的定制处理器提供动力。4月份,彭博社报道称,Facebook也已经开始建立一个旨在处理定制芯片工作的团队。

产生这种趋势背后的原因是什么?


几种不同的趋势推动了近期科技公司开发芯片以推动其自身产品和服务的激增。当中包括:
1、通用CPU通常不适用于处理机器学习算法和处理图像等任务。在某些情况下,公司可能会决定从第三方提供的GPU或FPGA(例如,Nvidia或Xilinx)获得支持。在其他人看来,他们可能会认为定制芯片是最佳选择。
2、其中一些任务占智能手机,服务器和物联网设备等硬件处理工作的很大一部分,因此开发专用芯片来应对这些任务的需求也在增长。
3、类似台积电和三星等芯片合约制造商(代工厂)让定制芯片项目的科技公司可以轻松获得尖端的制造工艺。与此同时,ARM和其他公司提供的IP使定制芯片设计更容易。
4、硬件制造商和云服务提供商在差异化产品方面所面临的压力依然激烈,定制芯片往往为资金雄厚的科技巨头提供了这样做的途径。此外,相对于第三方产品,这些定义产品有时还可以节省芯片相关的成本。

那么谁将受益(除了芯片开发人员)?


投资者没有一种简单的方法可以理解这种趋势,因为许多公司在实现这一趋势方面起着关键的    作用,但其收入只占定制芯片项目的一小部分。但话说回来,有一些明确的受益者。
台积电是迄今为止全球最大的代工厂,已经完成了大量生产Apple定制芯片的业务,并且还生产谷歌的TPU和微软的HPU等芯片。与此同时,Broadcom被认为与谷歌共同开发了TPU系列,并且该公司已经谈到了多个定制AI芯片ASIC项目的工作,Broadcom也可能是亚马逊或阿里巴巴项目的合作伙伴。
另外,由日本SoftBank收购的Arm,通过对外授权其更多IP开发定制处理器来获取更多的许可和版税收入。定制芯片项目还为Cadence Design Systems(CDNS - Get Report和Synopsys等公司带来更多业务,这些公司为芯片设计团队提供硬件,软件和IP。

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