近期在美國(guó)舉行的CadenceLIVE Silicon Valley 2024上，英偉達(dá)CEO黃仁勛（Jensen Huang）院士與Cadence 總裁兼CEO阿尼魯?shù)隆さ路蚋剩ˋnirudh Devgan）進(jìn)行一場(chǎng)爐邊對(duì)話。
黃仁勛表示，一旦數(shù)萬(wàn)臺(tái)通用服務(wù)器運(yùn)行，將消耗10倍到20倍的成本，20倍到30倍的能源，加速計(jì)算就是必不可少的。隨著CPU擴(kuò)展速度逐步放緩，人們必須轉(zhuǎn)向加速計(jì)算，同時(shí) AI 技術(shù)也可以降低能源成本。
“AI 實(shí)際上幫助人們節(jié)省能源。如果不是因?yàn)槟銊?chuàng)建的 AI 模型，如果沒(méi)有 AI，我們?cè)趺茨芄?jié)省6倍或10倍的成本呢？一旦模型訓(xùn)練一次，數(shù)百萬(wàn)工程師將會(huì)從中受益，幾十年來(lái)數(shù)十億人將會(huì)享受到節(jié)省的成本�！秉S仁勛表示，我們必須轉(zhuǎn)向加速計(jì)算，以節(jié)省電力，節(jié)省時(shí)間，節(jié)省金錢(qián)。
黃仁勛還預(yù)測(cè)，在不久的將來(lái)，我們所有人都將建造全新類(lèi)別的設(shè)備是“人形機(jī)器人”（humanoid robot）。
“你可以看到，人形機(jī)器人的制造成本可能比人們預(yù)期的要低得多。為什么你會(huì)花10000到20000美元買(mǎi)車(chē)？為什么你不能花100000到20000美元買(mǎi)一個(gè)‘人形機(jī)器人’？在我們?yōu)槿祟?lèi)設(shè)計(jì)的環(huán)境中，機(jī)器人可能會(huì)更加靈活，更加多才多藝�！秉S仁勛表示。
據(jù)悉，Cadence是由SDASystems和ECAD兩家公司于1988年兼并而成，總部位于美國(guó)，是芯片EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）領(lǐng)域的巨頭公司。
實(shí)際上，EDA軟件技術(shù)在芯片設(shè)計(jì)中不可或缺。EDA通常指利用電腦輔助設(shè)計(jì)軟件來(lái)完成集成電路的功能設(shè)計(jì)、驗(yàn)證等流程的設(shè)計(jì)方式。英偉達(dá)的GPU（圖形處理器）芯片利用EDA軟件才可以制造。據(jù)行業(yè)機(jī)構(gòu)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)聯(lián)盟（ESD）數(shù)據(jù)，2022年，EDA全球市場(chǎng)將達(dá)到150億美元左右。
在國(guó)內(nèi)EDA市場(chǎng)，2020年，以收入規(guī)模計(jì)，新思科技（Synopsys）、Cadence和西門(mén)子（Siemens EDA）市場(chǎng)份額合計(jì)超過(guò)77%，如今“三巨頭”份額甚至超過(guò)80%，幾乎所有下游芯片設(shè)計(jì)廠商都與這三家EDA公司合作。
4月17日舉行的CadenceLIVE硅谷活動(dòng)上，Cadence宣布更新Palladium數(shù)據(jù)中心級(jí)硬件仿真加速系統(tǒng)，以及Protium面向數(shù)據(jù)中心優(yōu)化的FPGA原型系統(tǒng)。
值得一提的是，英偉達(dá)是Palladium和Protium系列的最大客戶(hù)，兩家公司利用Cadence系統(tǒng)，以及EDA、AI 等技術(shù)，加速研發(fā)GPU芯片和CUDA加速計(jì)算系統(tǒng)，以生產(chǎn)更節(jié)能的AI半導(dǎo)體，即通過(guò)加速計(jì)算和生成式 AI 重塑芯片設(shè)計(jì)。
黃仁勛在公開(kāi)的28分鐘對(duì)話中表示，加速計(jì)算時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。底層計(jì)算平臺(tái)的根本變化和轉(zhuǎn)變是Cadence發(fā)展的基礎(chǔ)，所有人都依賴(lài)Cadence技術(shù)。而英偉達(dá)是做加速計(jì)算。一旦你開(kāi)始加速計(jì)算，那么下一件可能的事情就是創(chuàng)造生成式 AI。如果沒(méi)有向加速計(jì)算的過(guò)渡，生成式 AI 將很難實(shí)現(xiàn)。
“加速計(jì)算的好處是，突然之間，過(guò)去使用CPU擴(kuò)展很難擴(kuò)展的東西如今可以實(shí)現(xiàn)。芯片設(shè)計(jì)想要做的是探索一個(gè)多維、多模態(tài)、經(jīng)常探索的空間。這沒(méi)有一個(gè)最佳答案，所以我們需要探索成千上萬(wàn)個(gè)不同領(lǐng)域，我們對(duì)芯片設(shè)計(jì)空間的探索實(shí)在是太難了，無(wú)限的計(jì)算增長(zhǎng)是無(wú)法做到的，AI 則將幫助我們跳進(jìn)探索和優(yōu)化的特定領(lǐng)域。所以我認(rèn)為，加速計(jì)算和生成式 AI 首先將改變Cadence開(kāi)發(fā)軟件的方式，它將改變我們使用軟件的方式。除此以外，我們?cè)O(shè)計(jì)的電路、我們的芯片、我們的個(gè)人電腦、我們的系統(tǒng)、我們?cè)贑adence的數(shù)據(jù)中心、電路設(shè)計(jì)，邏輯設(shè)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)，仿真，驗(yàn)證，形式驗(yàn)證等等，不止是芯片或系統(tǒng)，所有事務(wù)都會(huì)被 AI 所改變。”黃仁勛稱(chēng)。
黃仁勛坦言，他發(fā)現(xiàn)，一個(gè)程序中的一小部分代碼代表了工具的大部分運(yùn)行時(shí)間。例如CFD（計(jì)算流體力學(xué)），它可能只用3%的代碼，代表運(yùn)行99.9%的時(shí)間，而剩余的97%的代碼可以用 AI 和加速計(jì)算進(jìn)行重寫(xiě)，使得應(yīng)用程序加速100000倍。
“當(dāng)然，類(lèi)似的應(yīng)用程序很少，我們想要重寫(xiě)的應(yīng)用程序非常少。”黃仁勛稱(chēng)，他想表達(dá)的是，GPU是英偉達(dá)加速計(jì)算的第一選擇，因?yàn)槭聦?shí)證明。它是可以進(jìn)行并行計(jì)算的重要處理方式，而且也是一個(gè)非常大的市場(chǎng)，它的變化非�？�，創(chuàng)新也非�？�。
黃仁勛笑著說(shuō)，“事實(shí)上，我創(chuàng)造了‘加速計(jì)算’這個(gè)詞�！�
此外，黃仁勛還重點(diǎn)談到了加速計(jì)算在藥物發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)中心、智能汽車(chē)和人形機(jī)器人等領(lǐng)域的重要推動(dòng)力。
首先是藥物發(fā)現(xiàn)。
黃仁勛稱(chēng)，生物醫(yī)藥、計(jì)算流體力學(xué)等方向上，過(guò)去30年間，人們通過(guò)CUDA和不同的DSL領(lǐng)域、特定的庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了 AI 加速計(jì)算。
其次是數(shù)據(jù)中心計(jì)算。黃仁勛認(rèn)為，通過(guò)投資 AI，通過(guò)投資數(shù)據(jù)中心，英偉達(dá)能夠設(shè)計(jì)出更好、更節(jié)能的產(chǎn)品。而英偉達(dá)設(shè)計(jì)了一次GPU芯片，你將生產(chǎn)運(yùn)輸一萬(wàn)億次，從而建造了一個(gè)數(shù)據(jù)中心，但你節(jié)省了全球6%的電力，而這將被十億人享受。
“通過(guò)設(shè)計(jì)更好的軟件，更好的芯片，更好的系統(tǒng)，我們能夠?yàn)槭澜绻?jié)省的能源對(duì)社會(huì)有永久的好處。一方面，我們將消耗更多的電力和數(shù)據(jù)中心人工智能；另一方面，對(duì)于其他98%的電力消耗和能源消耗，我們將減少它。設(shè)計(jì)出更好的電腦、更好的汽車(chē)、更好的手機(jī)等�！秉S仁勛指出。
再次是智能汽車(chē)。黃仁勛表示，他更希望把汽車(chē)抽象成為擁有自主系統(tǒng)的“人形機(jī)器人”。
黃仁勛稱(chēng)，在機(jī)器人當(dāng)中有諸多的關(guān)節(jié)、感應(yīng)器，因此功能安全就變得非常重要，所以我們需要有設(shè)計(jì)和驗(yàn)證計(jì)算機(jī)的方式，AI 技術(shù)在這個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)用相當(dāng)廣闊。
“這些系統(tǒng)將始終連接到云端和數(shù)據(jù)中心，這樣它當(dāng)然可以更新體驗(yàn)，報(bào)告故障和新情況，然后下載新模型。所以我喜歡自主系統(tǒng)的整個(gè)領(lǐng)域，在不久的將來(lái)，我們所有人都將建造的全新類(lèi)別的設(shè)備，將是人形機(jī)器人�！秉S仁勛指出，“因此，生產(chǎn)線是為人類(lèi)設(shè)計(jì)的，倉(cāng)庫(kù)是為人類(lèi)設(shè)計(jì)的，很多東西都是為人類(lèi)設(shè)計(jì)的，因此人形機(jī)器人在那種環(huán)境中更有可能富有成效�！�
最后，他再次談到，科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程確實(shí)必不可少，但卻是零散的。英偉達(dá)要把生物學(xué)變成一個(gè)“工程”項(xiàng)目，所以科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程真的很重要，加速計(jì)算也非常重要。
“順便說(shuō)一句，如果我們不轉(zhuǎn)向我們的加速計(jì)算，如果我們不轉(zhuǎn)向人工智能，計(jì)算機(jī)行業(yè)將經(jīng)歷愛(ài)隆定律（Eroom's law）。原因非常非常清楚。我們所做的工作量，我們所做的計(jì)算一直在增長(zhǎng)。但是CPU擴(kuò)展已經(jīng)放緩，因此，我們將享受增長(zhǎng)，而不是計(jì)算成本的降低。”黃仁勛稱(chēng)，在加速計(jì)算下，數(shù)字生物學(xué)將經(jīng)歷一次全面的復(fù)興，科學(xué)和工程將越來(lái)越接近，因此必須要用重要工具、計(jì)算系統(tǒng)和算法，來(lái)幫助處理非常大型數(shù)據(jù)系統(tǒng)。
但黃仁勛也坦言，加速計(jì)算的功耗非常高，因此需要用更多的投資、AI 用例等方式進(jìn)行解決。
“你說(shuō)的第一件事絕對(duì)正確，加速計(jì)算的功耗非常高，原因是計(jì)算機(jī)的密度太高了。功耗很高，無(wú)論我們?nèi)绾蝺?yōu)化功耗，利用率都會(huì)直接轉(zhuǎn)化為更高的性能。這種表現(xiàn)可以用更高的生產(chǎn)力來(lái)衡量，也可以用創(chuàng)造更多收入、直接存力來(lái)衡量。同樣的性能，你可以買(mǎi)小得多的東西。因此，我認(rèn)為加速計(jì)算中的電源管理可以直接轉(zhuǎn)化為您所關(guān)心的所有事情�！秉S仁勛強(qiáng)調(diào)，AI 在幫助人類(lèi)應(yīng)對(duì)氣候變化方面完全是變革性的技術(shù)，形成更高效的能源等。
黃仁勛在結(jié)尾強(qiáng)調(diào)，英偉達(dá)的發(fā)展哲學(xué)，是讓更多專(zhuān)家和做出重要貢獻(xiàn)的人員組合成“多元化團(tuán)隊(duì)”，聚集在一起做更多的事情。
“我認(rèn)為這是英偉達(dá)規(guī)模如此之小的原因之一。我們只有28000人，但我們的力量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我們的人員規(guī)模。幾乎每個(gè)人都有權(quán)代表我做出更好的、合理的、有原則的決定，這就是為什么英偉達(dá)做到如此規(guī)模的原因。我們是一個(gè)完整組織。所以我試圖創(chuàng)造一種環(huán)境，讓公司每一層的專(zhuān)家和貢獻(xiàn)者都能參與到一個(gè)問(wèn)題中，同時(shí)參與到一個(gè)問(wèn)題中�！秉S仁勛稱(chēng)。
