一文讲透华为昇腾芯片

华为昨日在上海举办了一场特殊的全链接大会，完整地公布了华为人工智能战略，也公开了“达芬奇项目”，并且重磅发布了Ascend(昇腾)系列两款AI芯片，震惊业界。那么昇腾芯片具体规划是怎样的?是否会向外界预测的那样与芯片巨头英伟达直接竞争?昇腾芯片与华为自家的麒麟芯片是怎样的关系?下面，智能菌就为大家梳理华为昇腾芯片诞生的背景与历程。

在全链接大会上，华为将公司的人工智能发展战略和盘托出，分为五个部分：

1、投资基础研究：在计算视觉、自然语言处理、决策推理等领域构筑数据高效(更少的数据需求)、能耗高效(更低的算力和能耗)，安全可信、自动自治的机器学习基础能力。

2、打造全栈方案：打造面向云、边缘和端等全场景的、独立的以及协同的、全栈解决方案，提供充裕的、经济的算力资源，简单易用、高效率、全流程的 AI 平台。

3、投资开放生态和人才培养：面向全球，持续与学术界、产业界和行业伙伴广泛合作，打造人工智能开放生态，培养人工智能人才。

4、解决方案增强：把 AI 思维和技术引入现有产品和服务，实现更大价值、更强竞争力。

5、内部效率提升：应用 AI 优化内部管理，对准海量作业场景，大幅度提升内部运营效率和质量。

其中，华为全栈全场景AI解决方案是整个战略的核心，包括四个方面：

1、基于可统一、可扩展架构的系列化AI IP和芯片Ascend。

2、芯片算子库和高度自动化算子开发工具CANN。

3、支持端、边、云独立的和协同的统一训练和推理框架的MindSpore。

4、提供全流程服务ModelArts，分层API和预集成方案的应用使能。

在这个方案中，华为自研的AI芯片算是重中之重。徐直军表示，“如果说算力的进步是当下 AI 大发展的主要驱动因素，那么，算力的稀缺和昂贵正在成为制约 AI 全面发展的核心因素。”

Ascend名字在华为的使用历程

说到Ascend这个名字，华为最早将其用在了智能手机初期。华为将Ascend分为四个系列D、P、G、Y ，分别对应旗舰、高端、中端、入门。

2013年2月，Ascend P2发布，首次搭载了华为自家的海思K3V2四核处理器，因为4G牌照的问题，P2没有在国内上市。之后发布的Ascend D2，使用了相同的处理器。K3V2是海思半导体第一款成功市场化的手机处理器。

2013年6月，华为直接跳过了Ascend P3，在英国伦敦发布了Ascend P6手机，这款手机使用了海思K3V2E四核处理器，这款处理器在华为手机产品中扮演了极重要的角色，成为华为手机前期的大功臣。

2014年5月，华为在法国巴黎推出Ascend P7手机，搭载海思Kirin910T四核处理器。直到这时，华为自家的手机处理器从海思半导体分拆出麒麟系列。

2015年4月，华为在英国伦敦首发P8新机，搭载麒麟930/麒麟935处理器。这个时候，华为在手机中开始慢慢淡化Ascend，而直接以P系列来命名手机。

Ascend芯片的五大系列和规划

现在的Ascend(昇腾)芯片是华为“达芬奇项目”的一部分，也是华为全栈人工智能解决方案的一部分。

Ascend是基于可统一、可扩展架构的系列化AI IP和芯片，昇腾芯片包括Max，Mini，Lite，Tiny和Nano等五个系列，基于“达芬奇架构”制造。

本次发布了两款昇腾芯片，分别是昇腾910(Ascend 910)，昇腾310(Ascend 310)。

徐直军表示，昇腾910属于Max系列，是目前发布的所有芯片中，计算密度最大的单芯片。该芯片采取7nm工艺制程，最大功耗为350W。“昇腾910可以达到256个T，是目前全球已发布单芯片数最大的AI芯片，比最近英伟达的V100还要高出1倍。”徐直军表示。

昇腾310(Ascend 310)属于Mini系列，是目前面向计算场景最强算力的AI SoC。昇腾310是昇腾迷你系列的第一款产品。据称这款芯片功耗为8瓦，采用12nm 工艺，算力可达16TFLOPS，其集成了16通道全高清视频解码器。

此外，徐直军还推出了5款基于昇腾310芯片的AI产品，包括AI加速模块Atlas 200、AI加速卡Atlas 300、AI智能小站Atlas 500、AI一体机Atlas 800、以及移动数据中心MDC 600。

Lite、Tiny和Nano三个系列芯片将在明年发布。

在发布芯片的同时，华为还发布了大规模分布式训练系统 Ascend 集群，在设计中，该集群将包括 1024个 Asced 910芯片，算力达到 256P，大幅超过英伟达 DGX2 和谷歌 TPU 集群。这种服务器将同样在 2019 年二季度推出，帮助开发者更快地训练模型。

以下是外界对于华为AI芯片最关心的问题：

昇腾芯片将来是否会与英伟达直接竞争?

这此发布的两款芯片都会在2019年第二季度上市，但徐直军在随后的媒体采访环节表示，华为两款AI芯片均不会单独对外销售，而是以AI加速模块、AI服务器、云服务的形式面向第三方销售。

徐直军表示，“我们不直接向第三方提供芯片，而是提供基于芯片的硬件和云服务，我们和纯芯片厂商没有直接竞争。”

为何要自研架构，而不采用寒武纪等合作伙伴方案?

对于外界一直疑问的华为为何要搭建自己的”达芬奇架构“，而不用寒武纪等厂商的方案。徐直军在采访中回答到，“构建新架构来支持人工智能芯片，是因为这是基于华为对人工智能的理解，基于端管云对对人工智能的需求自然产生的。”

徐直军表示，华为需要覆盖从云、到边缘、到端到物联网端，需要全新的架构，创造力的架构。“寒武纪也很好，但无法支持我们的全场景。”

华为首席架构师党文栓介绍说，Ascend 芯片采用统一达芬奇架构：可扩展计算、可扩展内存、可扩展片上互联。因此，这是全球首个覆盖全场景的智能芯片系列。

华为为何一直如此专注开发AI芯片?

徐直军认为，在目前数据隐私保护形势下，很多事情无法单独由云上的计算力完成，必须要在端侧去完成。这是非常复杂的多目标的优化问题。

“这往往要面对能耗和内存的双重限制，面对各种场景下的不同需求。比如在车载应用中要求响应速度很快，对各种图片和视频的处理精确度要求比较高，在声音方面，降噪的要求就非常高，如何能够利用GAN的方式去把声纹和内容分开，这中间往往牵扯到个人隐私。”徐直军说到，华为主要目的是要在端侧方面开发出高性能的芯片，将尽量多的处理过程在端侧完成，争取提供最好的用户体验。

麒麟芯片和昇腾芯片是怎样的关系?

接近华为的人士表示，麒麟芯片将主打手机处理器，昇腾芯片主要是配合云服务来使用，像昇腾310这样的芯片虽然未来也会用于手机、手表等设备，但大多是需要低功耗的地方。对此，华为一名Fellow称，二者关系保密，明年揭晓。