Google和NVIDIA的人工智慧晶片之戰,到底在吵什麼?
Google和NVIDIA的人工智慧晶片之戰,到底在吵什麼?
2017.04.26 | Google

Google一年前推出的深度學習運算晶片TPU(Tensor Process Unit),最近發表報告:TPU比CPU與GPU(圖像處理晶片)快了15至30倍。然後,NVIDIA執行長黃仁勳馬上針對這件事發表意見,告訴大家,NVIDIA的P40 GPU是TPU的2倍,頻寬是其10倍

其實,這只是由不同的角度與比較基準切入。TPU是Google針對深度學習界最多人使用的Google開源平台TensorFlow做的最佳化線路設計的晶片,由於它對應硬體設計的最佳化,所以,不論在運算能力或耗電上,TensorFlow的表現都相對好。

如何比較TPU的效能呢?把TPU跟Intel的Haswell CPU及NVIDIA Tesla K80 GPU這兩款CPU與GPU的效能表現比較,數據顯示TPU的速度快他們15至30倍。

但是,NVIDIA Tesla K80 GPU是NVIDIA五年前的產品,而且Google雖說TPU能用在任何人工智慧的深度學習運算,然而,TPU不但沒對其他系統做最佳化,還設定只能做犧牲精確度的推理運算。

深度學習需要的大量運算訓練,還是需要GPU或是CPU來處理,所以Google最後還是說了,TPU需要搭配GPU或是CPU。

這次Google的說法,就好比告訴大家,我針對某種狀況特殊設計的東西,比別人的東西(NVIDIA Tesla K80 GPU)表現強15至30倍,但是,Google沒說的是,他把別人五年前的產品拿來比。

無怪乎黃仁勳立刻跳出來撰文,輔以數據說明,現在的主力產品P40比這顆TPU快達2倍,頻寬10倍。他的動作,其實是一個很不錯的公關回應:避免產品被誤解,而且是在NVIDIA現在領先業界最多的人工智慧運算晶片產品線上。

不過,也因為TPU是硬體特製,無法修改,才能做到最低耗能,這樣的晶片比起NVIDIA GPU P40自然省電很多。

TPU是專門針對TensorFlow最佳化所推出的晶片,我認為Google這個宣告主要是想告訴使用TensorFlow的開發者社群「我現在用的東西很不錯」,公關宣傳意味濃厚。再加上Google之前雇用李飛飛,並打算收購最大的資料科學家、機器學習開發者社群Kaggle,一連串動作,都在強化Google在人工智慧開發者社群的地位與認同。

其實,Google主打開發者社群,與NVIDIA主攻各種商用人工智慧(特別是無人車用的訓練)其實並不一樣,兩者各有所長。但是為了公關效果,這次雙方都出了招。

Google也強調,它不會對外販售TPU,僅供內部使用。如同《數位時代》2017年4月號所強調的,Google未來10年會強化雲端運算與人工智慧為主要策略方向。TPU,其實就是這個策略的展現。

TPU的運算效能不錯,也說明了原本專長CPU與次專長的GPU的Intel,發現自己在人工智慧落後NVIDIA後,為什麼決定改往人工智慧專用晶片方向上努力的最大原因,是為了能在人工智慧運算晶片戰場上突破現有的困境。

深度學習的訓練需要非常大量的資料,需要非常多的運算單元來做運算,不管是GPU、CPU或TPU,如何相互搭配,才能達到又快又省電的目的,會是接下來各大深度學習應用硬體架構方面的重點。從這次Google、NVIDIA及Intel在人工智慧運算晶片的態度與作法,可以預見,在物聯網前端產品晶片之外,這會是各大運算單元晶片廠的另一個戰場。

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關鍵字: #Google #Nvidia
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總統科學獎揭曉!梁賡義院士、葉均蔚院士用創新與堅持,寫下臺灣科學光輝新頁
總統科學獎揭曉!梁賡義院士、葉均蔚院士用創新與堅持,寫下臺灣科學光輝新頁

【總統科學獎】宗旨在於提升臺灣在國際學術界之地位,獎勵數理科學、生命科學、人文及社會科學、工程科學在國際學術研究上具創新性且貢獻卓著之學者,尤以對臺灣社會有重大貢獻之基礎學術研究人才為優先獎勵對象。

2025年11月11日,總統科學獎頒獎典禮於總統府正式舉行。2001年設立、每2年頒發1次的總統科學獎,今年已邁入第13屆,本屆的2位獲獎者,分別是生命科學組的院士梁賡義、工程科學組的院士葉均蔚。2位臺灣的科研泰斗,不僅全心全意投入創新,更樹立了典範,成為所有科研人員的榜樣。

總統賴清德在致詞時,引用諾貝爾和平獎得主曼德拉(Nelson Mandela)的話指出:「在事情完成之前,一切都看似不可能。這說明了2位院士的故事,他們對未知世界保持熱情、好奇,認真從基礎研究做起,並堅持努力到最後一刻,成功終將屬於他們。」

2025年總統科學獎得主,生命科學組 梁賡義 院士(右)、工程科學組 葉均蔚 院士(左)。
2025年總統科學獎得主,生命科學組 梁賡義 院士(右)、工程科學組 葉均蔚 院士(左)。
圖/ 數位時代

梁院士開創廣義估計方程式 ,加速新藥問世,造福千萬病患

從數學跨足生物統計、再投身高等教育與國家衛生的梁院士,從小就喜歡數學的嚴謹,在美國華盛頓大學攻讀博士期間,因為接觸到當時炙手可熱的「存活分析」,進而對生物統計產生興趣,「投入『生物統計』是條不歸路,因為我發現,統計工具的發展,可以對人類健康有間接幫助。」後來,他前往美國約翰霍普金斯大學任教,又與同事Scott Zeger研發出新的統計方法「廣義估計方程式」,突破了傳統分析方法必須假設所有樣本獨立的侷限,讓長期追蹤資料的解讀更嚴謹,也成為全球健康研究不可或缺的工具。

梁院士研究做得出色,卻不只將心力擺在學術上,他更心心念念著臺灣的發展,持續關心高等教育、國家衛生等領域。他在美國任教的28年間,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。2010年,他乾脆辭去教職,回臺擔任國立陽明大學校長,將陽明大學打造成醫學、人文並重的全人大學。

數位時代
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

2017年,他又接下國家衛生研究院院長一職,並在新冠肺炎爆發期間,擔任中央流行疫情指揮中心研發組組長,與阿斯特捷利康(AstraZeneca)簽約,採購1千萬劑疫苗,完成防疫任務,「所以獲得總統科學獎,不僅是個人的榮耀,更是國家對全人教育的推動、公共衛生實踐,以及任務導向的研究重要性的肯定。能在其中有一些貢獻,我深感榮幸。」

高熵合金之父葉院士,堅持不懈打破材料學定律

被譽為「高熵合金之父」的葉院士,打破材料學界以1~2種主元素為基底的傳統,開創出能讓數十種元素混合的「高熵合金」,為元素週期表注入嶄新生命力,在半導體、智慧機械、綠能科技、國防與生醫等領域帶來突破性的應用。過去合金多以單一金屬為主,再加入少量元素微調性質,金屬種類愈多反而愈脆、延展性與硬度下降,使應用受限;然而高熵合金卻反其道而行,以4、5種以上金屬融合,展現出更佳的延展性、耐腐蝕性與硬度,重新定義合金的可能性。

令人驚訝的是,30年前葉院士提出高熵合金構想時,曾被質疑「觀念錯誤、毫無可能」。他不畏質疑,透過紮實的實驗與論證,於2004年一口氣發表5篇高熵材料論文,為高熵合金命名、定義並奠定理論基礎,後續更平均每年發表逾10篇研究,提出高熵效應、嚴重晶格扭曲效應、緩慢擴散效應與雞尾酒效應等核心概念,開創全新的材料科學典範。

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

如今,高熵合金不只在學界掀起熱潮,更成功落地產業。「學以致用非常重要!」葉院士強調,學術研究不該停留在象牙塔,而應投入產業、協助解決關鍵瓶頸。他不僅與國立清華大學共同成立「高熵材料研發中心」,也創辦全球首家高熵材料公司,推動技術轉移與產業升級,讓高熵合金真正走向世界舞臺。

所有總統科學獎得獎人的科學成就及重要貢獻,不僅提升臺灣學術聲譽及國際競爭力,對於增進人類生活福祉更有深遠的影響,實為臺灣學術界的最高典範。而本屆梁院士、葉院士2位得獎人終身投入科學探索、人才培育的成果,嘉惠了整個社會,更成就跨世代的深遠影響,為臺灣科學寫下光輝一頁。

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