迎戰Google,微軟押寶FPGA晶片打造全球首部人工智慧超級電腦
迎戰Google,微軟押寶FPGA晶片打造全球首部人工智慧超級電腦
2016.10.04 | 微軟

幾乎所有科技應用都不脫人工智慧的範疇,而晶片計算速度是其中的發展關鍵因素。隨著Google自製機器學習專用晶片,微軟也開始使用客製化晶片打造人工智慧電腦。或許,人工智慧戰場已經從軟體走向硬體,最底層的晶片技術將成為各網路巨頭誰能在未來勝出的關鍵起步。

微軟Project Catapult負責人Doug Burger於Ignite技術大會上展示FPGA
圖/ 截圖自微軟Ignite技術大會影片

納德拉:「這是世界上第一台人工智慧超級電腦。」

《Wired》報導指出,微軟加快人工智慧發展的秘密武器為FPGA(field-programmable gate arrays,現場可程式化閘陣列)晶片。FPGA為高效能、可重複程式設計的晶片,只要透過軟體,便能調整晶片上的元件配置。微軟執行長薩蒂亞·納德拉(Satya Nadella)於上周的Ignite技術大會上表示,「這是世界上第一台人工智慧超級電腦。」

微軟目前已將FPGA用於搜尋引擎Bing,預計不久後將驅動植基於深度神經網絡的新搜尋演算法——這套演算法是人類大腦架構的人工智慧模組。微軟指出,過去Bing需要4秒才能完成的事,現在只需23毫秒。

FPGA也會用在雲端計算服務Azure和Office 365,微軟在先前的 Ignite 大會上展示使用多個FPGA在0.1秒內翻譯30億字的維基百科,預計幾年內將用於微軟所有服務。「這替我們帶來巨大的能力和靈活性,以及經濟實惠的運作。」Project Catapult負責人、微軟硬體開發工程師Doug Burger說。

微軟Azure裝載FPGA前後速度
圖/ 截圖自微軟Ignite技術大會影片

FPGA特性:可程式化、高效能、低功耗、低成本

微軟導入FPGA的計畫來自2011年的Project Catapult,目標在於透過FPGA提升資料中心的運算效能。

過去,FPGA主要用來做傳統晶片的雛形,優勢在於具有「可編程性」,可隨快速變動的科技和商業模式調整。微軟提到,傳統CPU晶片已趕不上人工智慧的發展,而FPGA可針對不同任務客製晶片,減少晶片開發時間和成本,還能打造出較傳統CPU更快、功耗更低的晶片。

微軟指出,FPGA較傳統晶片快上好幾個數量級,使用FPGA後,Catapult硬體較伺服器中其他元件的成本少30%、功耗減少10%,資料處理能力卻快2倍;根據微軟測試,Bing演算法使用FPGA後,效能可提升40倍。

Google、亞馬遜都在自製晶片

網路公司和科技硬體公司的界限不再如過去壁壘分明。

儘管自製晶片的成本相當高,Google也開始自行設計神經網絡計算專用晶片Tensor Processing Unit(TPU)

不過《Wired》指出,雖然Google TPU計算速度相當快,卻不如FPGA靈活,一旦神經網絡模式改變,Google就必須重新製作晶片。因此,微軟採取和Google不同的策略,希望倚靠FPGA打長期戰,儘管晶片計算速度不如Google快,卻能因應變化快速重新程式化晶片。

此外,亞馬遜也在2016年宣布,旗下Annapurna實驗室正在開發ARM架構下的處理器晶片,希望用於儲存資料、網路運作等的低功耗電腦,將販售給製造商與資料中心營運商。或許藉由自製處理器,也能吸引更多廠商使用它們的雲端服務AWS。

值得一提的是,微軟的FPGA晶片來自Altera,去年被Intel以167億美元收購,是該晶片廠史上最大筆的收購紀錄。Intel執行副總裁Diane Bryant接受《Wired》採訪時樂觀表示,到2020年,將有1/3的雲端計算公司的伺服器都包含FPGA。

資料來源:WiredArstechnicaPCWorldMicrosoft

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2025年總統科學獎〉跨界40年!梁賡義院士在產官學研間,搭建科技、人文間橋樑
2025年總統科學獎〉跨界40年!梁賡義院士在產官學研間,搭建科技、人文間橋樑

2025年總統科學獎得主梁賡義院士,即便同時擔任逢甲大學春雨講座教授、浩鼎生技董事長,還為了協助國立臺東大學設立護理系而大力奔走,三不五時要環島、全臺走透透,日子忙得不得了,但他始終精神抖擻、滿懷熱情,只因他做的,是有益臺灣、社會發展的事。

事實上,梁院士從數學跨足生物統計,再投身高等教育與國家衛生,不僅以「廣義估計方程式」(Generalized Estimating Equations,GEE)改寫了縱貫式數據分析的規則,更以獨到的人文關懷,影響無數學子與政策制定。

從小,梁院士就喜歡數學的嚴謹與邏輯,1973年,他自國立清華大學數學系畢業後,便赴美深造,並在美國南卡羅萊納大學取得統計所碩士;接著,他又轉往美國華盛頓大學,攻讀生物統計博士學位。

從數學到生物統計,帶出數據背後的人性關懷

在研讀博士期間,他接觸到了當時炙手可熱的「存活分析」,意識到生物統計能直接幫助科學家、臨床醫師回答有意義的科學問題,對人類健康產生間接但深遠的助益,就此便踏上生物統計的「不歸路」。

教學界的老友們來到頒獎典禮,為梁院士祝賀殊榮。
教學界的老友們來到頒獎典禮,為梁院士祝賀殊榮。
圖/ 數位時代

1986年,已在美國約翰霍普金斯大學(Johns Hopkins University)任教職的他,與同事Scott Zeger研發出新的統計方法「廣義估計方程式」。梁院士解釋,不論是實驗室、世代流行病學或臨床試驗,只要是縱貫式硏究(longitudinal study),產學研界都會用到GEE,進行統計分析。尤其在國際大藥廠最常用的「前後測臨床試驗」(pre-post design for clinical trial designs)中,GEE讓全球臨床醫師能準確評估癌症、心臟血管和糖尿病等新藥的療效,進而獲得各國食藥署通過,造福千萬病患。GEE發表至今,已被引用逾22,000次,並納入R、STATA、SAS、SPSS等主要統計軟體中。

雖然在約翰霍普金斯大學任教長達28年,梁院士卻幾乎年年暑假,都返國舉辦研討會,分享國際生物統計和流行病學的新知。也因為始終心繫臺灣,讓梁院士在2010年,毅然辭去在美教職,回臺擔任國立陽明大學校長。

一方面,梁院士成功為學校爭取5年500億的計畫經費,成立腦科學中心、腫瘤免疫中心和高齡健康研究中心,將陽明大學打造成研究型大學,並在國際間嶄露頭角。另一方面,為了培育年輕人才,他選擇停下個人研究,建立起由資深教師帶領年輕教師的「師徒制」,鼓勵經驗傳承,「組織要永續發展,有賴於年輕人才的成長。」像是他自己儘管平常公務繁忙,仍活躍於社群,默默留心學生的大小事;他並邀請學生前往校長宿舍,定期舉辦「與校長有約」活動,這讓學生與他之間「零距離」,大至職涯規劃、小至生活瑣事,都樂於與他分享。

最重要的是,梁院士相當看重全人教育,因此廣泛開設人文講座、藝術文化等通識課程,尤其陽明大學以醫科見長,「所謂視病如親,醫護人員在專業之外,更需要具備人文素養,才能真正關懷病患。」

梁院士於頒獎典禮現場發表感言。
梁院士於頒獎典禮現場發表感言。
圖/ 數位時代

2017年,梁院士接下國家衛生研究院院長一職。這時,他又迅速轉換角色,每週檢視國際文獻、提供數十件政策建言,充分發揮國衛院的智庫功能。新冠肺炎爆發期間,他再度臨危受命,擔任中央流行疫情指揮中心研發組組長,帶領國衛院在15天內,完成公克級瑞德西韋合成,並與阿斯特捷利康(AstraZeneca)簽約,預採購1千萬劑疫苗,達成防疫、安定民心的任務。

不斷跨界,帶著使命感堅定前行

一輩子都在「跨領域」的梁院士,堅信創新不僅來自技術,也來自跨域合作帶來的新思維。他在美國求學、教書時,不是發表完論文就沒事了,他還持續思考,自己的研究能如何被用在臨床,因此他積極參與思覺失調症、強迫症研究等多項計畫,與基因學家、精神科和流行病學醫師腦力激盪、挑戰彼此。但梁院士特別提醒莘莘學子們,「跨領域」固然重要,大學時期仍應先在一個領域「站穩腳跟」,如此才能擁有與不同領域對話、欣賞的紮實基礎。

在產官學界耕耘逾40年,梁院士絲毫未停下前進的腳步。如今,他仍在杏壇作育英才,也深入業界,期望將研究成果更直接應用在藥物,以造福病患,「這是我一直鼓勵學生進入藥廠的原因!因為他們對人類的貢獻,可能比發表文章更直接。」近來,他心心念念的最大任務,是以自身人脈連結資源,為臺東大學爭取設立護理系,填補偏鄉地區的醫護缺口。

賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予梁院士。
賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予梁院士。
圖/ 數位時代

每一個統計數字背後,都承載著真實的生命重量;每一次跨領域的嘗試,都可能為人類帶來新的希望曙光。梁院士在統計學的精準座標中,繪製出一幅幅影響深遠的生命藍圖,持續為臺灣乃至全球的健康與福祉努力。

梁賡義 院士
專長:生物統計、流行病學
現職:逢甲大學春雨講座教授
成就:研發「廣義估計方程式」,讓全球臨床醫師得以正確評估許多如癌症、心臟血管及糖尿病等新藥的療效,造福嘉惠全球數以千萬計的病患;橫跨產官學界,為臺灣貢獻所長

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