日本欲借“AI芯片”避開與中美正面競爭
2019-05-10 11:19:30 日經在線
東京大學一個房間里新設置的計算機4月起正式投入運行。這是驗證設計出來的半導體能否準確運行的專用計算機。其成為日本產業技術綜合研究所和東京大學共同運營的“AI芯片設計基地”的核心設備。東京大學教授池田誠表示，“花費約16億日元建成。對于制造穩定運行的半導體來說是不可或缺的”。
即使是缺乏技術和資金的新創企業，也在準備參與這項業務。日本將在5年時間里投入近100億日元的國家資金。今后將選擇約20個主題，不斷支援AI芯片的設計和驗證。還將舉行研討會等，讓研究人員能跨越組織的隔閡展開交流，借此培養相關人才。
世界范圍內，最近數年在AI芯片領域掀起激烈的研發競爭。領先的是圖像處理用芯片（GPU）的最大制造商美國英偉達。
現在的人工智能以學習龐大數據的深度學習為主流。個人電腦搭載的CPU（中央處理器）擅長一個一個按順序完成計算，但無法同時進行大量計算。英偉達的芯片則在內部大量匯聚了屬于小型計算機的“內核（Core）”，專注于處理信息量大的圖像。這種芯片適合用于深度學習。
美國谷歌也在2016年宣布自主制造和利用專用AI芯片。以此為契機，競爭的導火索被點燃。除了CPU巨頭英特爾和蘋果等美國企業之外，華為技術和阿里巴巴集團等中國企業也采取行動。與硬件開發關系較淺的Facebook和亞馬遜也宣布了涉足的方針。
日本起步較晚，但研究人員并不感到悲觀。這是因為認為不會和中美企業正面競爭，能夠開發日本優勢領域的AI芯片。
這一領域的研究者經常使用“邊緣（edge）”這個說法。指的是智能手機、汽車和機器人等“終端”。中美大型企業瞄準的AI芯片主要設想用于通過互聯網連接的計算機本身——“云平臺”。池田教授表示，“日本在傳感器等技術方面具有優勢。如果是邊緣側，能夠展開競爭”。
在AI芯片的信息處理領域，大量數據與存儲元件的交換成為問題。現有的CPU每當計算之際都反復進行存儲元件的讀寫，處理時間變長，同時耗電量增大。如果能減少讀寫次數、一氣呵成地完成計算，能縮短計算時間，同時還能減少耗電量。這是AI芯片的一大特色。
日本國內的半導體廠商瑞薩電子很早就注意到邊緣側的AI芯片的發展潛力，一直積極推進研究。瑞薩電子開發出了自主技術，每次計算都可高速改變半導體內使用的電路構成。具備的優勢是能靈活應對傳感器感知的數值數據和圖像處理等各種AI。
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把這種AI芯片應用于生產線，利用小型監視設備即可監測工序中的微小異常，或第一時間發現殘次品。目前已經實現產品化，正在銷售。
要讓AI承擔復雜的處理工作，現在無論如何都需要處理速度快的計算機。這種計算機因體積巨大而無法搭載到汽車和機器人上，因此必須通過通信來交換數據。需要絕對不能中斷的穩定通信環境，同時這種數據交換需要較多時間。在自動駕駛領域，瞬間的判斷延遲就將導致事故，今后將輪到AI芯片出場。
此外，智能手機的語音識別目前也依賴云平臺處理，不久后也可能改為通過AI芯片來處理。
在AI軟件領域，美國大型企業占據優勢，日本的存在感薄弱。產業技術綜合研究所的研究部門副負責人昌原明植表示，“如果日本不在國內推進AI芯片研究，將全面落后”，顯示出危機感。他認為日本應發揮具有優勢的產品制造傳統，找到活路。
