一年一度的Google I/O大會(huì)近日在美國(guó)硅谷登場(chǎng)；繼去年發(fā)表開放源碼TensorFlow算法之后，Google在會(huì)中宣布已經(jīng)開發(fā)了針對(duì)人工智能(AI)應(yīng)用的加速器芯片，稱之為張量處理單元(tensor processing units，TPUs)。

Google執(zhí)行長(zhǎng)Sundar Pichai表示：“我們已經(jīng)開始打造TPU，與市面上的FPGA和GPU相較，其每瓦性能呈倍數(shù)提升，而它們啟動(dòng)了AlphaGo系統(tǒng)；”AlphaGo就是在不久前擊敗人類圍棋高手的Google人工智能。

而根據(jù)Google一位杰出硬件工程師Norm Jouppi在一篇博客文章中的說法，該種加速器早在一年多前就運(yùn)用于Google的數(shù)據(jù)中心：“TPU已經(jīng)啟動(dòng)許多Google的應(yīng)用，包括用以改善搜索引擎結(jié)果關(guān)聯(lián)度的RankBrain，以及在街景服務(wù)(Street View)改善地圖與導(dǎo)航的精確度與質(zhì)量。”

Jouppi表示，TPU芯片內(nèi)含于一個(gè)插入服務(wù)器機(jī)架硬盤插槽的模塊；Google工程師在22天前才拿到首批測(cè)試芯片；有鑒于AI算法的本質(zhì)：“該芯片對(duì)于降低的運(yùn)算精度有更高容忍度，也就是說它每次運(yùn)作需要的晶體管越少，并因此能達(dá)到更高的每秒運(yùn)算次數(shù)。”

TPU的開發(fā)案在數(shù)年前就已經(jīng)展開，Google有一段時(shí)間曾招募不少具備半導(dǎo)體專長(zhǎng)的工程師；不過一切研發(fā)活動(dòng)都是秘密進(jìn)行，就算該芯片其實(shí)已經(jīng)運(yùn)用于系統(tǒng)中。Google并非第一家專門為AI應(yīng)用設(shè)計(jì)加速器芯片的公司；美國(guó)廠商N(yùn)ervana Systems正準(zhǔn)備推出將采用自家開發(fā)AI加速器之云端服務(wù)，另一家公司Movidius則是已經(jīng)推出針對(duì)嵌入式應(yīng)用的商業(yè)化芯片，最近還透露了開發(fā)高端版本的計(jì)劃。

運(yùn)算產(chǎn)業(yè)在過去幾年廣泛討論如何更妥善加速新興AI算法，例如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(convolutional neural networks，CNN)；到目前為止，微軟(Microsoft)、百度(Baidu)是選擇在他們的云端服務(wù)采用FPGA加速器，而Facebook則是自己設(shè)計(jì)GPU加速器并開放其架構(gòu)。

自從大約三年前展現(xiàn)了在影像識(shí)別方面媲美甚至超越人類的能力，AI算法變成產(chǎn)業(yè)當(dāng)紅炸子雞；Google不久前展現(xiàn)了AI下圍棋的杰出表現(xiàn)，又將這場(chǎng)復(fù)雜的市場(chǎng)競(jìng)賽推向新里程碑。Pichai表示，AlphaGo人工智能在那場(chǎng)與人類高手的對(duì)弈中，充分展現(xiàn)其創(chuàng)造力：“我們通常不會(huì)認(rèn)為計(jì)算機(jī)能做出具創(chuàng)意的選擇，因此這是AI非常大的進(jìn)展。”

Google并未公開任何關(guān)于TPU芯片的細(xì)節(jié)，Pichai僅表示，去年發(fā)表的TensorFlow算法，已經(jīng)成為GitHub平臺(tái)上最受歡迎的軟件項(xiàng)目；而也不必期待Google會(huì)將該芯片賣到市場(chǎng)上，因?yàn)樗硎荆琓PU硬件會(huì)是Google云端平臺(tái)最大的差異化優(yōu)勢(shì)之一。

Pichai并提供了Google如何利用AI提升機(jī)械手臂精確度的案例，此外其AI技術(shù)也應(yīng)用于一種專門系統(tǒng)，可透過早期診斷來預(yù)防糖尿病引起的失明；他結(jié)論指出：“我們生活在一個(gè)運(yùn)算的非常時(shí)期…真正的考驗(yàn)在于人類是否能透過AI的協(xié)助做更多事情，因此過去的不可能或許會(huì)變成可能。”

Google聲稱其TPU芯片采用的工藝領(lǐng)先三個(gè)世代，對(duì)此市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Tirias Research的資深分析師Kevin Krewell表示：“TPU可能將也許是16位浮點(diǎn)甚至更低精度整數(shù)運(yùn)算的特定數(shù)學(xué)運(yùn)算精度優(yōu)化；”他并指出，TPU看來是鎖定在卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推論(inference)部分，而非訓(xùn)練(training)的部分。

“推論只需要較低復(fù)雜度的數(shù)學(xué)，而Google顯然是將那個(gè)部分的方程式優(yōu)化；”Krewell指出：“訓(xùn)練則要求非常大的數(shù)據(jù)集，但TPU可能沒有針對(duì)此部分優(yōu)化。在這個(gè)方面，Nvidia的Pascal/P100仍會(huì)是對(duì)Google來說具吸引力的方案。”

VR、可穿戴式設(shè)備與智能家庭

除了公布TPU芯片這個(gè)大新聞，Google I/O也趕上了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手如Amazon、Apple與Facebook的腳步，發(fā)表在虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、智能家庭、智能手表方面的相關(guān)成果。

在VR領(lǐng)域，Google不會(huì)自己制造硬件，但發(fā)表了一款針對(duì)VR頭戴式設(shè)備與控制手把的參考設(shè)計(jì)，采用Android N操作系統(tǒng)；該操作系統(tǒng)的試用版本現(xiàn)在已經(jīng)提供，預(yù)計(jì)采用該操作系統(tǒng)的首款VR設(shè)備將在今年秋天問世。

Google將其VR解決方案命名為Daydream，并與手機(jī)、芯片供貨商合作定義了針對(duì)智能手機(jī)應(yīng)用的規(guī)格；預(yù)期包括HTC、華為(Huawei)、LG、Samsung與小米(Xiaomi)等品牌將推出支持Daydream規(guī)格的手機(jī)產(chǎn)品。

Android N號(hào)稱能將VR延遲性降低到20毫秒(milliseconds)，Google正在與游戲、電影開發(fā)商合作，準(zhǔn)備推出Android N專屬的VR內(nèi)容；Google也將在其他自家服務(wù)支持Daydream VR，包括YouTube視訊、Google Photos以及Google地圖的街景服務(wù)。

整體看來，Android N將包含250種新功能，包括對(duì)Vulkan繪圖應(yīng)用程序編程接口(API)的支持；該API也應(yīng)用于桌面計(jì)算機(jī)與游戲機(jī)；此外該操作系統(tǒng)內(nèi)建檔案加密功能， 支持更快的運(yùn)作時(shí)間(runtime)以及新的實(shí)時(shí)(JIT)編譯程序，能更快加載應(yīng)用程序同時(shí)占用更少的內(nèi)存空間。

此外Google宣布將在今年秋天推出自家語音控制設(shè)備，就叫做HOME；該產(chǎn)品將會(huì)跟Amazon Echo打?qū)ε_(tái)。Google Home將扮演家用網(wǎng)關(guān)角色，將數(shù)字音樂、視頻傳送到家用揚(yáng)聲器或是電視機(jī)；該設(shè)備也內(nèi)建喇叭，能連結(jié)到包括Nest智能恒溫器等家用設(shè)備，處理自然語言Google搜尋需求。

Google也在大會(huì)上發(fā)表了Android Wear 2.0，是針對(duì)支持蜂窩通信智能手表應(yīng)用，能支持對(duì)來自不同應(yīng)用程序數(shù)據(jù)的更妥善組合與匹配。Google還提供了類似Apple FaceTime視訊電話應(yīng)用程序──Duo的預(yù)覽，該軟件采用WebRTC標(biāo)準(zhǔn)的功能，能在接聽電話者接起電話之前看到來電者的影像，預(yù)計(jì)今年夏天推出同時(shí)支持Android與iOS的版本。