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2017-08-24

CPU + GPU 搞不定的機(jī)器學(xué)習(xí)問題第喳,微軟用 FPGA 解決

AI 讓 FPGA 又煥發(fā)新生。

在今天的 Hot Chips 2017 會(huì)議上弟跑,微軟推出基于 FPGA 的超低延遲計(jì)算平臺(tái) Brainwave,用于在云端加速深度學(xué)習(xí)防症。該平臺(tái)采用英特爾 Stratix 10 FPGA孟辑,經(jīng)測(cè)試得出,Brainwave 不需要任何 batching 就能在大型 GRU(Gated recurrent unit)上達(dá)到 39.5 Teraflops 的性能蔫敲。

微軟將 DPU 或者 DNN 處理單元合并到 FPGA 中饲嗽,希望通過加強(qiáng)深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的研究,更快地適應(yīng)其云服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)奈嘿,以應(yīng)對(duì)接近于實(shí)時(shí)的運(yùn)算處理需求貌虾。

同樣是在 Hot Chips 大會(huì)上,百度發(fā)布一款 256 核裙犹、基于 FPGA 的云計(jì)算加速芯片 XPU尽狠,其合作伙伴是著名 FPGA 廠商 Xilinx。XPU 的目標(biāo)是在性能和效率之間實(shí)現(xiàn)平衡叶圃,處理多樣化的計(jì)算任務(wù)袄膏,而 FPGA 本身就擅長于處理某些特定的計(jì)算。

百度研究員歐陽劍表示:「FPGA 是高效的盗似,可以專注于特定計(jì)算任務(wù)哩陕。傳統(tǒng) CPU 擅長通用計(jì)算任務(wù),尤其是基于規(guī)則的計(jì)算任務(wù)赫舒,同時(shí)非常靈活悍及。GPU 瞄準(zhǔn)了并行計(jì)算,因此有很強(qiáng)大的性能接癌,XPU 則專注于計(jì)算密集型心赶、基于多規(guī)則的多樣化計(jì)算任務(wù),提高效率和性能缺猛,并帶來類似 CPU 的靈活性缨叫。」

近兩年隨著人工智能浪潮的到來荔燎,讓有些冷門 FPGA 又重新煥發(fā)了生機(jī)耻姥,其實(shí)各大科技廠商很早就發(fā)現(xiàn)了 FPGA 在 AI 領(lǐng)域所擁有的優(yōu)勢(shì),并開始布局有咨。

微軟在 Hot Chips 上展示 Brainwave

2015 年琐簇,微軟就提出了一種使用 FPGA 加速 Bing 搜索引擎的方案,這些 CPU + FPGA 混合器在當(dāng)年便投入了生產(chǎn)和布置座享,用以加速 Bing 的頁面排名功能婉商。去年,亞馬遜 AWS 也推出了基于 FPGA 的云服務(wù) EC2 F1渣叛。事實(shí)上丈秩,百度、阿里云淳衙、騰訊云等巨頭也相繼推出了 FPGA 云服務(wù)蘑秽。

FPGA 之所以普遍受到業(yè)界的關(guān)注,是源于 2015 年英特爾有史以來最大的一筆收購案 —— 以 167 億美元的價(jià)格收購 FPGA 大廠 Altera箫攀。英特爾判斷筷狼, 2020 年 CPU + FPGA 的異構(gòu)計(jì)算將占據(jù)運(yùn)輸局中心市場(chǎng)的三分之一。

和傳統(tǒng)的 CPU 匠童、GPU 相比埂材,F(xiàn)PGA 無指令、無需共享內(nèi)存的體系結(jié)構(gòu)可以擁有更高的計(jì)算效率汤求,在處理類似矩陣運(yùn)算俏险、圖像處理、機(jī)器學(xué)習(xí)扬绪、壓縮竖独、Bing 搜索排序等計(jì)算密集型任務(wù)中有相當(dāng)優(yōu)秀的表現(xiàn)。另外挤牛,F(xiàn)PGA 擁有更低的功耗莹痢,百度在線上服務(wù)使用的 FPGA 版百度大腦,在同樣的功耗下,其性能是天河二號(hào)超級(jí)計(jì)算機(jī)的十倍以上竞膳。

摩爾定律已經(jīng)不再符合現(xiàn)今技術(shù)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)航瞭,而機(jī)器學(xué)習(xí)和 Web 服務(wù)的規(guī)模卻以指數(shù)級(jí)增長,技術(shù)和行業(yè)的快速發(fā)展坦辟,對(duì)處理器提出了可被重新編程以適應(yīng)新類型計(jì)算任務(wù)的要求刊侯,F(xiàn)PGA 正是這樣一種可以重構(gòu)的體系結(jié)構(gòu),而這也是各科技巨頭如此看重 FPGA 的原因锉走。

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