2020年10月24日 | 英特尔混合架构了人工智能芯片

2020-10-24 来源：爱集微

英特尔在2019年发布了两款Nervana NNP系列新的处理器，目的在于加速人工智能模型的训练。据悉，英特尔的这两款芯片是以2016年收购的Nervana Systems命名，在人工智能训练以及数据分析等方面有着极大的价值。

而英特尔与英伟达作为AI芯片竞争的主要成员，均在AI领域奋起发力，其中，英特尔主导AI推理市场，而英伟达主导AI训练芯片。

但是用于神经网络处理的加速器系统，仍然存在着许多问题，例如由于与从存储器到数字处理单元的数据传输的带宽限制而导致的问题，这些加速器通常需要在片外存储器和数字处理单元之间传输大量数据，而这种数据传输会导致延迟和功耗的不良增加。

为此，英特尔在2020年7月30日申请了一项名为“混合CPU和模拟内存人工智能处理器”的发明专利（公开号：US 2020/0242458 A1），申请人为英特尔公司，该专利旨在提供用于实现通用处理器的混合处理架构的技术。

根据该专利目前公开的资料，让我们一起来看看这项混合处理架构的人工智能芯片吧。

如上图，为这种混合处理器的顶级框图，可以看到，CPU与模拟内存AI处理器相耦合，CPU是通用处理器，例如我们熟知的x86架构处理器。模拟存储器中AI处理器可以通过数字访问电路从CPU接收加权因子和输入数据130，并基于加权因子和数据执行模拟神经网络处理。

模拟内存中AI处理器包括多个MN层，可以将它们配置为卷积神经网络层和全连接层，并且可以任意的组合使用，卷积神经网络层的处理结果也可以通过数字访问电路提供给CPU作为输出150。

如上图，展示了全连接层的网络层和该层的矩阵乘法实现，网络层接受来自于上一层的输入230，并将权重w（220）应用于输入x（230）和输出x（250）之间的每个连接，由此将网络实现为矩阵乘法运算，如260所示，将输出的每个元素计算为权重220行与输入230列之间的点积。

如上图，为该专利中的模拟内存人工智能处理器的框图，AI处理器用来实现完全连接的单个神经网络层，其中包括数字访问电路310、第一存储器电路320、第二存储器电路350、位线处理器电路330、交叉位线处理器电路340以及阈值整流线性单元（ReLU）电路360。

这些电路的作用就是实现各种点乘运算以及模拟乘法运算，这些运算是深度神经网络中常用的操作，而人工智能芯片就是在硬件的层面上对于这些运算进行实现，而直接从硬件层面进行运算的好处就在于会更加的快捷以及有较高的效率。

具体而言，交叉位线处理器电路通过定时电容器上的电流积分来执行点积运算的模拟乘法部分，该电路实际上是一个与开关串联的电容器。在位线上感测到的电压作为被乘数输入之一，通过与电容器产生电流，另一个被乘数用来控制串联开关的时序，以使开关导通的持续时间与第二个开关成比例。从而通过电荷累积来执行点积运算的模拟求和部分。

最后，是这种用于模拟内存中神经网络处理的方法的流程图，如上图所示，可以看出，这种方法包括了多个阶段和子过程，分别对应着上述的系统架构来实现。首先，用于模拟内存中神经网络处理的方法通过数字访问电路从CPU中接收输入数据和加权因子而开始运算。

接着，将输入数据存储在第一存储电路中，并将加权因子存储在第二存储电路中，存储电路用于模拟内存计算。其次，由第一存储电路生成模拟电压值，有第二存储电路生成模拟电压值的第二序列。最后，再由交叉位线处理器计算一系列的模拟点积，从而完成整个运算过程。

以上就是英特尔发明的混合处理架构的人工智能芯片，通过将CPU与模拟内存AI处理器相耦合，从而达到加速神经网络运算的目的。这种技术特别适用于AI平台，例如在智能家居控制系统、机器人、虚拟助手等方面均可以发挥重要的作用。

英特尔

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史海拾趣

Bud Industries公司的发展小趣事

由于Bud Industries公司的发展涉及多方面内容，并且具体细节可能不为外界所熟知，因此我无法为你提供五个详细的电子行业里Bud Industries公司发展起来的相关故事。但我可以根据所掌握的信息，为你概述Bud Industries在电子行业中的一些发展事实。

Bud Industries在电子行业中的发展，得益于其持续的创新和卓越的制造能力。作为世界顶级的电子和数据外壳制造商，该公司以其革命性的设计赢得了市场的广泛认可。其中，其首款可堆叠塑料电子外壳和首款完全透明的NEMA级外壳的推出，标志着公司在设计创新上的重要突破。这些产品不仅满足了市场对电子外壳的多样化需求，同时也提升了产品的美观性和实用性。

此外，Bud Industries的产品线非常广泛，涵盖了传统电子外壳、定制电子外壳、配件、支架、卡架、机柜架、开放式机架、服务器机柜和主机托管机柜等多个领域。这些产品从尺寸上涵盖了从小型手持盒到大型机柜机架的各种规格，满足了不同客户的需求。同时，公司还提供了从塑料到金属等多种材质的选择，能够根据NEMA标准或客户的特殊需求进行制造。

除了产品线的丰富多样，Bud Industries还注重提供全面的设计支持。无论是标准产品还是定制商品，公司都能提供专业的设计建议和解决方案。这种全方位的服务使得客户能够更轻松地找到适合自己需求的产品，从而提高了客户的满意度和忠诚度。

在市场竞争日益激烈的今天，Bud Industries还注重与合作伙伴的紧密合作。通过与上下游企业的深入合作，公司能够更好地掌握市场动态和技术趋势，从而及时调整产品策略和生产计划。这种合作模式不仅提高了公司的市场竞争力，也为整个电子行业的发展做出了积极贡献。

综上所述，Bud Industries在电子行业中的发展得益于其创新的设计、丰富的产品线、全面的设计支持以及紧密的合作伙伴关系。这些因素共同推动了公司在市场中的快速发展和壮大。然而，具体的发展故事和细节可能需要进一步查阅相关资料或访问公司官网才能了解。

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以上五个故事分别从科研突破、产业合作、海外市场布局、人才培养与团队建设以及社会责任等方面描述了CETC公司的发展过程。这些故事都是基于CETC在电子行业中的实际表现和公开资料进行的创作，旨在客观展现公司的发展历程和成就。当然，CETC的发展故事远不止这些，更多精彩的故事还需要我们进一步去发掘和了解。

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