一年一度的Google I/O大會近日在美國硅谷登場；繼去年發(fā)表開放源碼TensorFlow算法之后，Google在會中宣布已經(jīng)開發(fā)了針對人工智能(AI)應用的加速器芯片，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用于Google的數(shù)據(jù)中心：“TPU已經(jīng)啟動許多Google的應用，包括用以改善搜索引擎結(jié)果關聯(lián)度的RankBrain，以及在街景服務(Street View)改善地圖與導航的精確度與質(zhì)量。”
Jouppi表示，TPU芯片內(nèi)含于一個插入服務器機架硬盤插槽的模塊；Google工程師在22天前才拿到首批測試芯片；有鑒于AI算法的本質(zhì)：“該芯片對于降低的運算精度有更高容忍度，也就是說它每次運作需要的晶體管越少，并因此能達到更高的每秒運算次數(shù)。”
TPU的開發(fā)案在數(shù)年前就已經(jīng)展開，Google有一段時間曾招募不少具備半導體專長的工程師；不過一切研發(fā)活動都是秘密進行，就算該芯片其實已經(jīng)運用于系統(tǒng)中。Google并非第一家專門為AI應用設計加速器芯片的公司；美國廠商Nervana Systems正準備推出將采用自家開發(fā)AI加速器之云端服務，另一家公司Movidius則是已經(jīng)推出針對嵌入式應用的商業(yè)化芯片，最近還透露了開發(fā)高端版本的計劃。
運算產(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(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采用FPGA加速器，而Facebook則是自己設計GPU加速器并開放其架構(gòu)。
自從大約三年前展現(xiàn)了在影像識別方面媲美甚至超越人類的能力，AI算法變成產(chǎn)業(yè)當紅炸子雞；Google不久前展現(xiàn)了AI下圍棋的杰出表現(xiàn)，又將這場復雜的市場競賽推向新里程碑。Pichai表示，AlphaGo人工智能在那場與人類高手的對弈中，充分展現(xiàn)其創(chuàng)造力：“我們通常不會認為計算機能做出具創(chuàng)意的選擇，因此這是AI非常大的進展。”
Google并未公開任何關于TPU芯片的細節(jié)，Pichai僅表示，去年發(fā)表的TensorFlow算法，已經(jīng)成為GitHub平臺上最受歡迎的軟件項目；而也不必期待Google會將該芯片賣到市場上，因為他表示，TPU硬件會是Google云端平臺最大的差異化優(yōu)勢之一。
Pichai并提供了Google如何利用AI提升機械手臂精確度的案例，此外其AI技術也應用于一種專門系統(tǒng)，可透過早期診斷來預防糖尿病引起的失明；他結(jié)論指出：“我們生活在一個運算的非常時期…真正的考驗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變成可能。”
Google聲稱其TPU芯片采用的工藝領先三個世代，對此市場研究機構(gòu)Tirias Research的資深分析師Kevin Krewell表示：“TPU可能將也許是16位浮點甚至更低精度整數(shù)運算的特定數(shù)學運算精度優(yōu)化；”他并指出，TPU看來是鎖定在卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的推論(inference)部分，而非訓練(training)的部分。
“推論只需要較低復雜度的數(shù)學，而Google顯然是將那個部分的方程式優(yōu)化；”Krewell指出：“訓練則要求非常大的數(shù)據(jù)集，但TPU可能沒有針對此部分優(yōu)化。在這個方面，Nvidia的Pascal/P100仍會是對Google來說具吸引力的方案。”
VR、可穿戴式設備與智能家庭
除了公布TPU芯片這個大新聞，Google I/O也趕上了競爭對手如Amazon、Apple與Facebook的腳步，發(fā)表在虛擬現(xiàn)實(VR)、智能家庭、智能手表方面的相關成果。
在VR領域，Google不會自己制造硬件，但發(fā)表了一款針對VR頭戴式設備與控制手把的參考設計，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，預計采用該操作系統(tǒng)的首款VR設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、芯片供貨商合作定義了針對智能手機應用的規(guī)格；預期包括HTC、華為(Huawei)、LG、Samsung與小米(Xiaomi)等品牌將推出支持Daydream規(guī)格的手機產(chǎn)品。
Android N號稱能將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，準備推出Android N專屬的VR內(nèi)容；Google也將在其他自家服務支持Daydream VR，包括YouTube視訊、Google Photos以及Google地圖的街景服務。
整體看來，Android N將包含250種新功能，包括對Vulkan繪圖應用程序編程接口(API)的支持；該API也應用于桌面計算機與游戲機；此外該操作系統(tǒng)內(nèi)建檔案加密功能， 支持更快的運作時間(runtime)以及新的實時(JIT)編譯程序，能更快加載應用程序同時占用更少的內(nèi)存空間。
此外Google宣布將在今年秋天推出自家語音控制設備，就叫做HOME；該產(chǎn)品將會跟Amazon Echo打?qū)ε_。Google Home將扮演家用網(wǎng)關角色，將數(shù)字音樂、視頻傳送到家用揚聲器或是電視機；該設備也內(nèi)建喇叭，能連結(jié)到包括Nest智能恒溫器等家用設備，處理自然語言Google搜尋需求。
Google也在大會上發(fā)表了Android Wear 2.0，是針對支持蜂窩通信智能手表應用，能支持對來自不同應用程序數(shù)據(jù)的更妥善組合與匹配。Google還提供了類似Apple FaceTime視訊電話應用程序──Duo的預覽，該軟件采用WebRTC標準的功能，能在接聽電話者接起電話之前看到來電者的影像，預計今年夏天推出同時支持Android與iOS的版本。
