玄鐵筑基，含光入道：阿里AI芯片三劍齊至的背后

7月25日“玄鐵”落地；8月29日“無劍”出鞘；9月25日，“含光”驚現。

“在全球芯片領域，阿里巴巴是一個新人，玄鐵和含光800是平頭哥的萬里長征第一步，我們還有很長的路要走。”25日的云棲大會現場，達摩院院長張建鋒手持含光800AI芯片鄭重說到。

去年的云棲大會上，阿里巴巴旗下“平頭哥半導體有限公司”亮相，一年多時間埋頭磨礪后，平頭哥在90天內接連發布了三款芯片系列產品。從7月底的“玄鐵”到近日的“含光”，阿里的芯片戰略版圖也逐漸浮出水面。

“玄鐵910”重在芯片基礎單元處理器IP，“無劍”意在SoC開放設計平臺，而含光800劍指云端AI芯片算力輸出。在懂懂看來，這種不賣芯片的造芯之路，應該是“平頭哥模式”對技術和商業發展路徑的抉擇。

從含光的命名來看，作為上古三大神劍之一，其特質是無痕無跡。《列子湯問》中所述，含光視不可見，泯然無際，經物而物不覺。可以說，從玄鐵到無劍再到含光，蘊含的是遵循規律、啟承大道的內涵。而在AI、云計算、芯片研發乃至AIoT時代的發展進程中，阿里希望探索的道又是什么？

從重劍無鋒到含光入道

“含光800主要通過阿里云對外輸出云端AI的算力，更多的企業可以通過阿里云獲取含光800的算力。基于含光800的阿里云性價比提升了100%。”對于含光800的價值，張建鋒如是說。

正如阿里方面所強調的，含光800并不會專門用于出售，而是通過阿里AI云服務輸出算力，與購買云計算服務異曲同工。目前，阿里已經完成了芯片設計鏈路的全覆蓋：“玄鐵910”幫助企業設計制造高性能端上芯片，無劍SoC平臺助力企業降低芯片設計門檻，含光800發力AI云端算力的輸出。

目前，平頭哥的端云一體全棧產品系列已經初步成型，而其涵蓋處理器IP、一站式芯片設計平臺和AI芯片的服務能力，究竟會幫到哪些企業，又將如何幫助他們？

“AI無處不在，不只在云上，還有終端。在端上面的AI需求以每年40%的復合率在增長，所以端上AI也非常重要。阿里AI的能力可以用于云上，也可以推到端上，所以叫做端云一體，這是從云上到端上的整體布局。“阿里巴巴集團副總裁、平頭哥半導體公司總經理戚肖寧在采訪中首先解釋了端云一體化的概念。

戚肖寧介紹，平頭哥在兩個月前發布了玄鐵CPU系列，可以幫助開發者開展芯片原型設計架構的創新。而上個月底在上海發布的無劍SoC平臺，則可以助力企業大幅提升芯片設計的進程。

“所謂開放平臺，指的是對特定領域的SoC已經做好了80%的設計準備，因此當用戶客戶面對完善的基礎單元處理器IP以及開放式設計平臺時，只要做好定制化設計需求，就可以研制出符合自身領域需要的芯片產品。這樣可以幫助企業大幅減少開發周期、降低研發成本。”目前端云一體芯片是平頭哥的主要方向，終端玄鐵處理器可以與云端的含光800芯片進行協同。

除了滿足上述的需求，對于有云端算力需求的用戶，則要依靠含光800來大展拳腳，“在端上我們的布局是建立一個完整對的生態，幫助用戶更快更好的上云，而要釋放普惠的算力，則需要有一個強大的AI算力來做支撐。”戚肖寧強調。

從阿里方面提供的數據來看，作為全球最強AI芯片，含光800在業界標準的ResNet-50測試中，推理性能達到78563 IPS，比目前業界最好的AI芯片性能高出4倍；能效比500 IPS/W，是第二名的3.3倍。戚肖寧介紹，含光800系列從技術上來說屬于視覺類芯片，其強大功能主要提現在視覺上面，“你可以看到的分類如檢索分類，在自動駕駛方面的目標檢測，還有分割處理，以及淘寶很多的檢索應用場景等等。”

戚肖寧強調，這種強大的算力突破得益于軟硬件的協同創新，通過部署在云端，含光800的算力將會幫助到更多的用戶，使得阿里云的能力更加普惠，讓更多人都能夠使用到這種能力。

讓更多的人能夠用到，正是“普惠芯片”的理念之一。

普惠芯片“惠及”何方？

早在2018年4月，阿里全資收購中天微公司時馬云就曾經對外提及“普惠芯片”的思路，“我們相信芯片行業正在改變，所以我們需要廉價的芯片、有效的芯片、普惠性的芯片，它可以被應用在任何領域。”他在一次演講中著重強調了一點：阿里巴巴做芯片不是為了競爭，它是普惠性的，任何人任何地點任何時候都可以獲取。

平頭哥成立一年多來，沒有采取傳統芯片研發制造企業的傳統思路——通過橫向擴展產品線，覆蓋低端到高端芯片產品線去“造芯賣芯”。實際上，平頭哥采取的是從基礎IP、（開放）芯片設計平臺能力，到云端AI芯片算力輸出的模式，這樣的技術路徑和發展思路主要基于什么樣的原因和目的？

“我們對于AI的頂層設計，就是推動AI落地，實現產業的價值，而要實現這個頂層設計，就要不斷地細分我們每個部門的分工。”阿里云副總裁、產品與解決方案管理部總經理馬勁介紹，阿里巴巴的AI每天調用次數超過了一萬億次，每天在處理的圖像超過10億張，處理的視頻超過120萬小時，語音超過55萬小時，自然語言超過5千億句。“這是我們服務全球十億用戶所積累下來的數據，我們是不知不覺中一步一步成為了最大的AI企業。”

如今，這種AI能力要通過云計算、芯片、AI和算法等等手段，輸出到有更多需求的企業手中。這里面就涉及到了馬勁所提及的“分工”，據他介紹，在實際分工運作中，最下面的一層是阿里的云計算、邊緣計算、設備（AI芯片）等基礎設施層，上面一層則是平臺層，面向開發者提供各種開發工具、云端資源和不同的計算能力。

“在開發平臺的上面，則是AI服務和產業應用，這兩層是密不可分的。我們把視頻的算法、文字的算法、語音的算法、分析的算法、自動駕駛的算法訓練出來，變成原子化的服務，可以在產業實踐當中快速組合成新的應用。”馬勁強調，在產業應用方面，達摩院的科學家一方面在強化阿里巴巴自身的應用場景，另一方面則是和不同行業的客戶一起，解決問題、創造新的能力。“我們內部和外部的產業之間，都希望相互交織融合，目標就是推動AI落地，實現更大的產業價值。”

顯然，平頭哥的目標是打造面向家電、汽車以及更多行業的芯片設計平臺及芯片設計能力，同時輸入出云端的AI算力，而非單純的設計芯片、銷售芯片產品。從這個角度來看，其與英特爾、英偉達等芯片大廠有著完全不同的發展思路。

在內部而言，“含光800”芯片會部署到阿里云的數據中心、邊緣服務器上面，為阿里巴巴集團內部場景提供技術支撐；對外而言，目前阿里云的客戶除了可以高效、低成本的研發AI芯片，還可以通過云計算獲取AI算力的強大支持，加速業務創新。

觀察平頭哥的端云一體化，可以看到在端側其擁有7款自研嵌入式CPU IP核，授權客戶已經達到上百家（銷售規模超過十億顆），在機器視覺、工業控制、車載終端、移動通信和信息安全等領域都開始了廣泛應用；同時，玄鐵處理器以及無劍SoC平臺已經服務于人工智能企業云天勵飛、芯片企業炬芯科技等客戶，并在越來越多的行業用戶及開發者群體中得到了認可。而含光800的算力，未來更會在阿里云原有的電子政務、城市大腦、智慧城市、智慧醫療等領域得以充分釋放。

AIoT時代需要“芯”玩法

目前平頭哥在端云一體化的芯片生態建設方面，已經取得了階段性成果，但是從行業發展規律來看，這或許仍是萬里長征的第一步。

從平頭哥官方公布的信息可以得知，未來其在芯片產品形態方面還會有進一步完善舉措，包括云上AI訓練芯片和端上的AI推理芯片。據悉，平頭哥目前正在研發用于阿里云神龍服務器的SoC專用芯片，以滿足更多場景的算力需求。

除了上述產品形態的進一步完善，平頭在AI芯片領域也將面臨眾多挑戰。當前，全球科技巨頭都在積極布局AI，其中谷歌、亞馬遜、蘋果、微軟、Facebook都在抓緊研發AI芯片，原因很簡單：這些巨頭都擁有大量的數據以及豐富的應用場景，通過自主研發AI芯片，他們可以在更多的應用方面提升更高的效率。

在5G和AIoT逐漸普及的大趨勢下，這種緊迫感尤為明顯，不僅是對阿里，對所有行業用戶都是如此。

在懂懂看來，在AIoT時代，企業面對的將是全球數十億甚至上百億臺智能終端設備，以及海量且復雜的AIoT應用場景，這些場景需要新的計算架構，需要安全、在線和智能等新的特性，所有置身于AIoT環境下的芯片都面臨升級，這無疑會在芯片行業引起一波全新的技術革命和產業浪潮。

更重要的是，AIoT市場具有強應用驅動和場景碎片化等特點，如果芯片公司按照傳統的方式設計芯片，顯然無法適應未來市場的需求。從這個角度來看，平頭哥希望通過端云一體芯片生態為各行業提供普惠算力，是一種獨特且必然的發展路徑。

“未來二十年企業所需要的80%的信息都會來自于智能設備在物理世界的感知和認知，未來80%的企業都需要有一個自己的AIoT的平臺。”阿里云智能產品管理部總經理何云飛強調，這是企業邁向AIoT時代的真正關鍵特征表現，也是智能社會真正將物理世界在線化、數字化、智能化的過程。

何云飛指出，阿里巴巴在設備智能化以及應用智能化這兩側分別提供了AIoT操作系統以及邊緣計算能力，在云端提供智聯網的平臺以及AI一站式應用開發能力。“結合阿里巴巴的網絡能力、安全能力，將會形成一個全面聚焦AIoT的整體基礎設施，加速企業進入AIoT時代。”顯然，所有基礎設施中的關鍵一環，必然是在芯片層面，尤包括以含光800為代表的神經網絡芯片。

同樣，全球科技巨頭都在分秒必爭，于AI芯片市場發力搶跑。2017年谷歌正式發布的第二代TPU處理器，已經大幅提升了機器學習和推理方面的能力；蘋果主打低功耗優化和機器學習的A13芯片目前已經亮相，并可以實現每秒1萬億次的計算能力；與此同時，微軟為下一代HoloLens研發的AI芯片，亞馬遜為搭載Alexa硬件產品研發的AI芯片也都在不斷推進。

面對行業的需求變化以及市場的挑戰，阿里的優勢在于對芯片、AI和云計算進行深度融合、協調發展。未來將人工智能算法集成到芯片，用集成算法的專用芯片為云服務提供更強性能，通過云計算的普及加速人工智能應用的大規模落地，正是平頭哥看準的方向。

AIoT時代的挑戰，是全行業共同的課題，也是阿里巴巴的重要課題。作為橫跨電商、金融、物流、云計算、大數據、全球化等場景的重要經濟體，以及擁有世界上最挑戰、最豐富計算場景、網絡場景、機器學習場景的AI企業，阿里巴巴在芯片關鍵領域進行基礎性技術的研究投入，既是責任擔當，也是面對生存發展規律的勇敢抉擇。

大道之理在于遵規律、順自然，由玄鐵至含光的思路，到端云一體化的產品形態，可以看出阿里在AIoT時代已經窺得大道之門徑。