作為全球最大的中文搜索引擎公司，百度在近幾年卻與系統(tǒng)底層硬件結下了不解之緣。自研萬兆交換機與SSD（軟件定義SSD），全球首次規(guī)模商用ARM服務器……一個互聯(lián)網(wǎng)服務巨頭，在系統(tǒng)底層軟硬件創(chuàng)新上不遺余力。而這一次，它再一次將創(chuàng)新的觸角延伸到了服務器芯片領域。

百度自主設計芯片？它要唱的是哪一出？

百度大腦的“煩惱”

剛剛落幕的2015世界機器人大會上，形態(tài)各異的機器人，讓人在大飽眼福的同時，也不禁對未來充滿無限想象和期待：機器將擁有近似甚至超過人類的智慧。

如何讓機器擁有如此超凡智慧？關鍵就是要讓它們擁有和人一樣會學習、能思考的“大腦”。百度大腦正是這樣一個智慧的產(chǎn)物。

如果你不理解百度大腦是如何成長并擁有智慧的，就試想一下從小到大，人的大腦是如何變得越來越聰明的：

一方面，從生理構造上看，人腦的各個區(qū)域都在不斷發(fā)展，以使人有更好的能力去認知、去記憶、去學習。百度大腦的軟硬件架構以及人工智能等相關技術，就好似這“生理構造”。

近年來，百度在人工智能，特別是深度學習技術上不斷發(fā)力，使百度大腦在“生理構造”上擁有了更強大的學習、認知能力。一個月前，在媒體上熱炒的“百度語音技術攻克10年難題，取得重大突破”，便是百度在人工智能領域發(fā)力的重要作證。而在更早之前，百度就已在人臉識別兩個最為權威的國際評測FDDB與LFW中，獲雙料世界第一。

另一方面，就是信息。人腦需要不斷地獲取各種信息、處理信息，并形成知識，才能變得更加聰明。在這一方面，百度大腦擁有著海量信息優(yōu)勢。

據(jù)了解，百度服務覆蓋6億網(wǎng)民，每天要響應60億次搜索請求，150億次定位請求，同時還擁有海量社區(qū)數(shù)據(jù)。這些大數(shù)據(jù)使得百度大腦能夠學會更加海量、多維度的知識。

百度大腦正在不斷學習、不斷成長，變得越來越聰明。然而，就在這樣成長的過程中，百度大腦遇到了“煩惱”：數(shù)據(jù)和模型規(guī)模不斷膨脹，需要有更強的計算能力來支撐。不僅如此，出于企業(yè)成本考慮，還必須考慮能耗效率（性能/能耗）和成本效率（性能/價格），即在相同能耗或成本下，性能越高。

如何解決這一問題？三年多前，百度就開始尋求解決方案——

開啟秘密項目

在今年9月份召開的百度世界大會上，百度高級副總裁王勁在接受采訪時曾透露，百度已經(jīng)打造了FPGA版的百度大腦，性能遠超此前的版本?！斑@在當年是百度的一個秘密項目，不過，現(xiàn)在可以對外公開了”。

王勁所提到的“當年”就是2012年——這一年，面對百度大腦對計算能力的強烈需求，百度決定自主設計深度學習專有的體系結構和芯片。

說到提升計算性能，很多人會先想到用GPU。“GPU確實能提供較好的計算能力，但對于能耗效率和成本效率而言，它離我們的目標仍存在一定差距。”百度AI專有芯片項目負責人、主任架構師歐陽劍解釋道。

百度對這種差距有著深刻的體會。歐陽劍表示，為了提高深度學習算法的計算速度，他們已經(jīng)在GPU和CPU上做了很多優(yōu)化，也發(fā)表了一些深度學習算法GPU加速的論文，得到了外界的認可?！敖?jīng)過這些工作，我們更能深刻理解GPU、CPU在深度學習應用中的成本效率、能耗效率離目標間的差距”。

在充分考量各種芯片的特性后，可編程、低功耗并擁有超強并行計算能力的FPGA走進了百度工程師們的視野。百度開始嘗試用FPGA打造AI專有芯片，并成就了第一版AI專有芯片版百度大腦——FPGA版百度大腦。這使得百度成為了全球最早將FPGA規(guī)模應用在人工智能領域的公司。

從在線服務切入，性能提升3~4倍

人工智能的應用場景，包括云（數(shù)據(jù)中心）和端（智能設備）兩部分;其中，云端又包括離線訓和在線服務。離線訓練是指利用海量數(shù)據(jù)，選擇合適的訓練方法，訓練出一個模型。在線服務是指，利用訓練出來的模型來響應在線響應用戶的請求。端部分也對人工智能有著很大的需求：很多終端設備，也都需要能運行人工智能的算法，能智能地響應外部請求，如無人車、智能攝像頭等。

離線訓練、在線服務、智能終端——面對這些細分場景，在項目之初，選擇AI專有芯片的切入點成為了重中之重。