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英特尔 AI 芯片终于来了!以色列团队立头功,复盘英以 45 年芯片情缘

智东西 08-21

智东西(公众号:zhidxcom)

文 | 心缘

芯潮 8 月 21 日消息,英特尔推出了其首款 AI 处理器,基于 10nm Ice Lake 处理器架构Nervana NNP-I(代号为 Spring Hill),专为大型数据中心而设计,据说Facebook已经开始使用该产品。

▲ 英特尔 Nervana NNP-I

根据其设计目标,Spring Hill 具有以下特点:

1、针对数据中心推理工作负载的最佳性能 / 功效达 4.8 TOPs/W;

2、5 倍功率调节,在 10-50W 的宽功率范围内可扩展;

3、具有高度可编程性,不会影响性能功效;

4、具有全面的 RAS 功能,可在现有数据中心内无缝部署;

5、支持所有主流深度学习框架。

这已经不是英特尔位于以色列的研究团队第一次立功,这款 AI 芯片的首要功臣以色列海法团队,亦是我们所熟知的酷睿(Core)架构的创造者。

在英特尔的助攻下," 第二硅谷 " 以色列科技发展之势如火如荼。

以色列去年的出口额(1100 亿美元)约占全国 GDP 的 1/3,中国超越英国,成为以色列第二大出口国,占据以色列总出口额的 9.8%。

其中,以色列向中国芯片出口猛增 80%,达到 26 亿美元,占以色列对中国 39 亿美元总出口额的 56%。

据以色列电子元件行业一名从业者透露,在这 26 亿美元中,英特尔以色列工厂贡献了至少 80% 的份额。

2018 年,英特尔以色列公司出口额达 36 亿美元,占以色列高科技领域的出口总额的 7.5%。

一、10nm 云端 AI 芯片,低功耗应对高负载

据悉,新发布的云端 AI 芯片由位于以色列海法(Haifa)研发中心开发,Nervana NNP-I(代号为 Spring Hill)。

该芯片基于英特尔 10 纳米 Ice Lake 处理器架构,专为推理而专门设计,支持所有主流深度学习框架,旨在大规模加速深度学习部署,可以用最少的能量来应对高工作负荷。

根据英特尔演示文稿,英特尔 NNP-I 1000 在 ResNet50 的性能表现将达到 4.8 TOPs/W。

据悉,这款处理器采用了 Ice Lake 处理器的基础设计并做出了修改,去掉其中的 Gen 11 核显及显示模块,将其替换成 AI 推理加速器。同时,英特尔还在这款处理器上添加了 DSP 引擎,用于未针对固定功能加速器优化的算法,为其他类型的 AI 运算提供兼容性。

此外,英特尔 Nervana NNP-I 提供高度可编程性,具有低延迟的特性和快速代码移植功能,且不会影响性能或功效。

英特尔全球副总裁兼人工智能产品事业部总经理 Naveen Rao 表示:" 为了实现’ AI 无处不在’的未来形势,我们必须自如应对生成的大量数据,并确保组织具备了有效收集和利用数据所需的资源 "," 以加速复杂的 AI 应用 "。

英特尔这款云端 AI 芯片的大招已经酝酿了将近五年。

两年前,Naveen Rao 还是加州 AI 芯片创企 Nervana Systems 的创始人和 CEO,这家创企被英特尔收购后,成为英特尔 AI 布局的重要筹码。

Naveen Rao 亦加入英特尔成为其人工智能产品事业部的负责人,主导推进 Nervana NNP 系列芯片的研发。

今年 1 月,英特尔宣布计划发布第一个商用神经网络处理器产品——代号为 Spring Crest 的 Nervana NNP L-1000,兼容所有的现代服务器,计划今年推向市场。

在 7 月的百度创新大会上,Naveen Rao 又宣布正与百度合作开发 16nm Nervana 神经网络训练处理器,也称为 NNP-T 1000(即此前的 NNP-L 1000 ) 。

▲ 英特尔 Nervana NNP-T

英特尔称 NNP-T 的性能将是前一代 NNP 芯片 Lake Crest 的 3-4 倍,预计将在今年晚些时候与 10nm Nervana NNP-I 一起上市。

二、钟情以色列 45 年

英特尔的首款云端 AI 芯片,是英特尔在投资了 Habana Labs、NeuroBlade 等三家以色列 AI 创企,总计投资超过 1.2 亿美元之后推出的。

英特尔对以色列钟情之久,可以追溯到 45 年前。

1972 年,在加州英特尔工作的以色列工程师 Dov Frohman 开发出一款革命性的存储器 EPROM,解决了当时主流 PROM 芯片只能一次性写入的痛点。

该存储芯片在断电后仍能保留数据,即非易失性,可通过强紫外线来照射擦除,下一次读写。

这一芯片为信息处理技术铺平了道路,Dov Frohman 因此获得美国电气和电子总工程师协会(IEEE)爱迪生奖。

在接下来的十年间,这款存储器成为英特尔重要的利润支柱,帮英特尔在两年内销售额提高 7 倍。

1974 年,Dov Frohman 带领五人团队来到以色列首都耶路撒冷,创建英特尔以色列研究中心,并担任英特尔以色列第一位总经理。

五年后,这支团队研发出 8088 微处理器,成为 IBM PC 的 " 心脏 ",为英特尔再次带来巨额利润,也在世界范围内掀起一股微型计算机的风暴。

现今软件兼容的处理器,都可以追溯到 8088 的设计。

就在世纪交替之时,英特尔以色列团队真正一战成名。

上世纪 90 年代,英特尔身陷与 AMD 自研处理器的拉锯战,此时,英特尔以色列团队研发出一种重要的新架构——奔腾 III 图拉丁。

图拉丁是最后一款奔腾 III 的核心研发代号,在此基础上,以色列团队在图拉丁的基础上,先后推出奔腾 III-M 和酷睿 Solo/Duo 系列,大肆占领了笔记本市场。

其中颇具划时代意义的产品是酷睿二代(Core2)处理器,以吊打同行的技术实力,帮英特尔重夺性能王座。

在如今的酷睿 i 系列中,除了第一、四、五代由英特尔俄勒冈设计团队研发之外,经典的二代、六代和最新的八代,均由以色列设计团队领导研发。

三、四个研发中心,两座工厂,新厂投建在即

经过 45 年的发展,英特尔已成为以色列科技领域的最大投资者。

据以色列财政部透露,从 2018 年至 2020 年,英特尔计划在以色列投资约 50 亿美元,此前英特尔在以色列已投资约 350 亿美元。

仅是在 2018 年,英特尔以色列公司的出口额达 36 亿美元,占以色列整体高科技出口额的 7.5%。

目前,英特尔在以色列的业务主要分为研发和生产两部分。

1、研发:四个研发中心

英特尔在海法(Haifa)、雅库姆 ( Yakum ) 、耶路撒冷和佩塔提克瓦四个城市有四个研发中心,雇员超万人。

此后第一个电脑处理器、奔腾、赛扬、酷睿、SNB、Ivy Bridge 等主要 CPU 都是在以色列的这几家研发中心完成。

其中,海法正是本次发布的英特尔首款 AI 芯片的核心团队,海法研究中心也是英特尔在美国本土之外最大的研发中心。

▲ 英特尔在以色列的四个研发中心分布

2016 年 9 月,英特尔海法团队开发出其当时最先进的新一级处理器——第七代酷睿处理器 Kaby Lake,使用加强 14nm 工艺,将用于超薄笔记本和二合一平板电脑,将计算机性能、电池使用寿命和安全性均大大提升。

据说,每年平均有 30 家创新公司从英特尔以色列研发中心孕育而出。

2、生产:两座半导体制造工厂

巅峰时期,英特尔在以色列拥有三个半导体制造工厂。

最早的 Fab 8 位处耶路撒冷,在 2007 年时因当地犹太教徒反对安息日生产作业,而放弃扩张计划,最终因设备老化而停产。

另外两家工厂位于以色列水牛城(Kiryat Gat),其中 Fab 18 1996 年投产,主要用于生产 65nm 工艺的 200mm 晶圆,Fab 28 2008 年投产,主要生产 22nm、10nm 工艺的 300mm 晶圆。

正是这两座工厂,使得原本仅有数千人口的水牛城,一跃成为一个拥有五万人口的科技重镇,吸引了惠普等一大批跨国企业入组。

Kiryat Gat 是世界上最先进的芯片制造基地之一,2016-2017 年,英特尔曾投资 60 亿美元用于该地工厂扩建和升级。

新的扩建计划在今年 5 月宣布,英特尔计划将 Kiryat Gat 工厂的制造工艺从 22nm 升级到 10nm,生产更小、速度更快的芯片。

▲ 英特尔的 Kiryat Gat 芯片制造厂

另外,英特尔也准备在以色列再建新厂。

今年 1 月,英特尔被曝拟投资 400 亿谢克尔(约合 110 亿美元、740 亿人民币),在以色列兴建一座全新的工厂。

据传,这座工厂很可能以 7nm 工艺为主,不过建成投产还需好多年。

如果一切顺利,这将是英特尔在以色列的最大一笔投资,也是英特尔在以色列的最大一座工厂,有望为以色列贡献 1000 个新工作岗位。

该消息经由英特尔财政部长 Moshe Kahlon 确认,英特尔已向以色列申请约 10 亿美元的补贴,用于建新厂。

四、投资超 30 家公司,累计金额数百亿美元

多年来,英特尔投资公司(Intel Capital)在以色列投资了超过 30 家公司,投资和收购金额达数百亿美元。

目前,英特尔在以色列的投资包括半导体、AI、自动驾驶、5G 通信等领域。

2017 年 3 月 13 日,载入全球半导体和自动驾驶史册的并购案出现。

英特尔以 153 亿美元的价格收购了以色列公司 Mobileye,一脚迈进自动驾驶领域的大门。

当时 Mobileye 已是汽车用于避免碰撞的传感器系统的顶级供应商,占据了自动驾驶辅助系统和防碰撞系统 70% 的市场份额,拥有约 600 名员工,2016 年净利润达 1.7 亿美元。

Mobileye EyeQ5 芯片

在买下 Mobieye 后,英特尔计划开设一个聚焦在自动驾驶上的研发中心,深度介入自动驾驶技术领域,是英特尔在未来的竞争中的重要策略。

2018 年 5 月,以色列 G.fast 硅光先驱 Sckipio 获 1000 万美元 D 轮融资,投资者包括英特尔。此前英特尔在 2015 年也投过这家公司。

11 月后,以色列 AI 芯片公司 Habana Labs 获得英特尔投资等参与的 7500 万美元 B 轮融资,累计融资约 1.2 亿美元。

这家创企在今年6 月推出了其首款 AI 训练芯片 Gaudi,据称拥有比 GPU 更高的处理能力、更优的性能和功耗,并提供过去芯片无法实现的可扩展功能。

▲ Habana Labs AI 训练芯片 Gaudi

今年 4 月,英特尔资本一口气投资 14 家创企,共计砸下 1.17 亿美元,其中有一家来自以色列海法的创企 Protean Tecs,正在开发用于电子系统的通用芯片遥测技术。

6 月,以色列 AI 芯片创企 NeuroBlade 获得英特尔参投的 2300 万美元融资。

除了投资半导体创企外,英特尔投资也涉足一些其他前沿技术。

比如,去年英特尔曾投资物联网网络安全系统 SAM 创企 Seamless Network、以色列公共交通数据公司 Moovit,今年英特尔还投资了一家以色列自动驾驶创企 TriEye。

今年 6 月,英特尔在特拉维夫宣布 Ignite 计划,旨在帮助以色列初创企业开发 AI 和自主系统。

该计划将为 10 至 15 家初创企业提供为期 20 周的商业和技术指导,由英特尔和行业专家提供指导,项目负责人是微软前全球创业主管 Tzahi Weisfeld。

英特尔还表示,目前没有向参与该计划的创企寻求股权或知识产权的计划,但未来可能会这样做。

英特尔 CEO 鲍勃斯旺表示:" 英特尔一直在与开放生态系统合作,扩大新技术的规模,使它们能够为我们的客户、企业和社会带来该笔那。"

" 以色列在人工智能、自主系统以及对这些变化至关重要的潜在技术方面拥有深厚的技术基础,这使得启动我们的计划成为一个自然的选择。"

如果该项目获得成功,英特尔计划将 " 点燃 " 项目推广到其他国家。

五、芯片王国近期并购 / 融资实录

以色列拥有世界上非常完整的半导体产业生态链,至今已拥有超过 150 个芯片设计研发中心,芯片研发工程师超 3 万人,每年芯片出口额约占总出口的五分之一。

除了英特尔之外,以色列芯片创企也备受其他科技巨头和资本的青睐。

▲ 15 家被收购或即将被收购的以色列芯片企业

2015 年,Arm 以 9000 万美元收购了以色列芯片安全系统方案提供商 Sansa Security。

2016 年,索尼 2.12 亿美元收购以色列半导体公司 Altair Semiconductor,Cadence 以 4000 万美元收购以色列芯片创企 Rocketick,思科宣布以超过 3 亿美元收购以色列芯片公司 Leaba。

2017 年,英特尔斥资 153 亿美元收购以色列辅助驾驶技术公司 Mobileye。

2018 年,KLA-Tencor 以 34 亿美元将以色列半导体公司 Orbotech 收入麾下,三安光电以 3 亿美元洽购以色列通讯芯片公司 ColorChip。

2019 年,英伟达宣布以 69 亿美元的添加收购以色列芯片公司 Mellanox。

从去年到今年,多家以色列芯片创企拿到新一轮融资。

例如,以色列 AI 芯片创企 Hailo 在去年 6 月拿到以色列众筹平台 OurCrowd 等投资的 1200 万美元 A 轮融资,今年 1 月又在中国风险投资公司耀途资本的主导下,将其一轮早期融资规模扩大到 2100 万美元。

另外,以色列 GaN 功率半导体公司 VisIC、汽车芯片制造商 Valens 也在去年分别获得新一轮融资。

结语:进击的以色列研发

自 1974 年英特尔在以色列开设第一家办公室以来,英特尔已成长为以色列最大的半导体公司。

一方面,英特尔带动了以色列的技术研发、人才培养和出口,创造了大量的工作岗位和经济价值。

另一方面,以色列政府也在积极打造优质的研发环境,为英特尔等科技公司提供全球顶尖的人才创新能力、以及尽可能优待的投资环境。

据称,为吸引英特尔继续投资,以色列政府给予其一系列优惠政策,比如 2020 年前,英特尔将分批获得 6 亿美元的政府补助;2023 年以后,英特尔只需要缴纳 5% 的企业所得税,对比之下,以色列的标准税率是 26.5%。

另外,以色列政府还提供占投资总额 20%-30%的政府拨款、降低公司税、土地征用免投标,开发成本补贴等补助。

凭借超强的科技创新竞争力,以色列正吸引着全球各国的科技巨头和投资者。

中国对以色列的跨境投资从 2010 年起大幅增加,在 2015 年达到稳定。去年,中国对以色列的投资数量位居全球第四,仅次于以色列本土、美国和英国。

在以色列对中国出口额持续增长的背景下,中国大概率会与以色列有更多科技领域的研究中心建设、并购、投资、技术授权和商业合作。