AI 時代的摩爾定律？黃氏定律靠的是自身技術力將 AI 性能年年加倍

作者 雷鋒網 | 發布日期 2020 年 12 月 16 日 8:45

1965 年，時任快捷半導體公司工程師，也是後來英特爾（Intel）的創始人之一的戈登·摩爾（Gordon Moore）提出了摩爾定律（Moore’s law），預測積體電路上可以容納的晶體管數目大約每經過 24 個月便會增加 1 倍。

後來廣為人知的每 18 個月晶片性能將提高 1 倍的說法是由 Intel CEO 大衛·豪斯（David House）提出。過去的半個多世紀，半導體行業按照摩爾定律發展，並驅動了一系列的科技創新。

有意思的是，在摩爾定律放緩的當下，以全球另一大晶片公司 NVIDIA 創始黃仁勳（Jensen Huang）名字命名的定律——「黃氏定律（Huang’s Law）」對 AI 性能的提升作出預測，預測 GPU 將推動 AI 性能實現逐年翻倍。

Intel 提出了摩爾定律，也是過去幾十年最成功的晶片公司之一。NVIDIA 作為當下最炙手可熱的 AI 晶片公司之一，提出黃氏定律是否也意味著其將引領未來幾十年晶片行業的發展？

AI 性能將逐年翻倍

受疫情影響，一年一度展示 NVIDIA 最新技術、產品和中國合作夥伴成果的 GTC China 改為線上舉行，黃仁勳缺席今年的主題演講，由 NVIDIA 首席科學家兼研究院副總裁 Bill Dally 進行分享。Bill Dally 是全球著名的電腦科學家，擁有 120 多項專利，在 2009 年加入 NVIDIA 之前，曾任史丹佛大學電腦科學系主任。加入 NVIDIA 之後，Dally 曾負責 NVIDIA 在 AI、光線追蹤和高速互連領域的相關研究。

在 GTC China 2020 演講中，Dally 稱：「如果我們真想提高電腦性能，黃氏定律就是一項重要指標，且在可預見的未來都將一直適用。」

Dally 用三個項目說明黃氏定律將如何得以實現。首先是為了實現超高能效加速器的 MAGNet 工具。NVIDIA 稱，MAGNet 生成的 AI 推理加速器在模擬測試中，能夠達到每瓦 100 tera ops 的推理能力，比目前的商用晶片高出一個數量級。

之所以能夠實現數量級的性能提升，主要是因為 MAGNet 採用了一系列新技術來協調並控制通過設備的訊息流，最大限度地減少數據傳輸。數據搬運是 AI 晶片最耗能的環節已經是當今業界的共識，這一研究模型以模組化實現能夠實現靈活擴展。

Dally 帶領的 200 人的研究團隊的另一個研究項目目標是以更快速的光鏈路取代現有系統內的電氣鏈路。Dally 說：「我們可以將連接 GPU 的 NVLink 速度提高一倍，也許還會再翻番，但電信號最終會消耗殆盡。」

這個項目是 NVIDIA 與哥倫比亞大學的研究團隊合作，探討如何利用電信供應商在其核心網絡中所採用的技術，通過一條光纖來傳輸數十路信號。據悉，這種名為「密集波分複用」的技術，有望在僅一毫米大小的晶片上實現 Tb/s 級數據的傳輸，是如今連網密度的 10 倍以上。

Dally 在演講中舉例展示了一個未來將搭載 160 多個 GPU 的 NVIDIA DGX 系統模型。這意味著，利用「密集波分複用」技術，不僅可以實現更大的吞吐量，光鏈路也有助於打造更為密集的系統。

想要發揮光鏈路的全部潛能，還需要相應的軟件，這也是 Dally 分享的第三個項目——全新程式語言系統原型 Legate。Legate 將一種新的編程速記融入了加速軟件庫和高級運行時環境 Legion，借助 Legate，開發者可在任何規模的系統上運行針對單一 GPU 編寫的程序——甚至適用於諸如 Selene 等搭載數千個 GPU 的巨型超級電腦。

Dally 稱 Legate 正在美國國家實驗室接受測試。

MAGNet、以光鏈路取代現有系統內的電氣鏈路以及 Legate 是成功實現黃氏定律的關鍵，但 GPU 的成功才是基礎。因此，GPU 當下的成功以及未來的演進都尤其重要。

GPU 是黃氏定律的基礎

今年 5 月，NVIDIA 發布了面積高達 826 平方毫米，整合了 540 億個晶體管的 7 奈米全新安培（Ampere）架構 GPU A100。相比 Volta 架構的 GPU 能夠實現 20 倍的性能提升，並可以同時滿足 AI 訓練和推理的需求。

憑藉更高精度的第三代 Tensor Core 核心，A100 GPU AI 性能相比上一代有明顯提升，此前報導，在 7 月的第三個版本 MLPerf Training v0.7 基準測試（Benchmark）結果中，NVIDIA 的 DGX SuperPOD 系統在性能上開創了 8 個全新里程碑，共打破 16 項紀錄。

另外，在 10 月出爐的 MLPerf Inference v0.7 結果中，A100 Tensor Core GPU 在雲端推理的基準測試性能是最先進 Intel CPU 的 237 倍。

更強大的 A100 GPU 迅速被多個大客戶採用，迄今為止，阿里雲、百度智能雲、滴滴雲、騰訊雲等眾多中國雲服務提供商推出搭載了 NVIDIA A100 的多款雲服務及 GPU 實例，包括圖像辨識、語音辨識，以及計算流體動力學、計算金融學、分子動力學等快速增長的高性能計算場景。

另外，新華三、浪潮、聯想、寧暢等系統製造商等也選擇了最新發布的 A100 PCIe 版本以及 NVIDIA A100 80GB GPU，為超大數據中心提供兼具超強性能與靈活的 AI 加速系統。

Dally 在演講中提到：「經過幾代人的努力，NVIDIA 的產品將通過基於物理渲染的路徑追蹤技術，即時生成令人驚豔的圖像，並能夠借助 AI 構建整個場景。」

與光鏈路取代現有系統內的電氣鏈路需要軟硬體的匹配一樣，NVIDIA GPU 軟硬體的結合才能應對更多 AI 應用場景苛刻的挑戰。

Dally 在此次的 GTC China上首次公開展示了 NVIDIA 對話式 AI 框架 Jarvis 與 GauGAN 的組合。GauGAN 利用生成式對抗網路，只需簡略構圖，就能創建美麗的風景圖。演示中，用戶可通過語音指令，即時生成像照片一樣栩栩如生的畫作。

GPU 是黃氏定律的基礎，而能否實現並延續黃氏定律，僅靠少數的大公司顯然不夠，還需要眾多的合作夥伴激發對 AI 算力的需求和更多創新。

黃氏定律能帶來什麼？

NVIDIA 已經在構建 AI 生態，並在 GTC China 上展示了 NVIDIA 初創加速計劃從 100 多家 AI 初創公司中脫穎而出的 12 家公司，這些公司涵蓋會話人工智慧、智慧醫療 / 零售、消費者網路 / 行業應用、深度學習應用 / 加速數據科學、自主機器 / IoT / 工業製造、自動駕駛汽車。

智慧語音正在改變我們的生活。會話人工智慧的深思維提供的是離線智慧語音解決方案，在佔有很少空間的前提下實現智慧交互，語音合成和語音辨識保證毫秒級響應。深聲科技基於 NVIDIA 的產品研發高質量中英文語音合成、聲音定制、聲音複製等語音 AI 技術。

對於行業應用而言，星雲 Clustar 利用 NVIDIA GPU 和 DGX 工作站，能夠大幅提升模型預測精確度以及解決方案處理性能，讓傳統行業的 AI 升級成本更低、效率更高。

摩爾定律的成功帶來了新的時代，黃氏定律能否成功仍需時間給我們答案。但這一定律的提出對 AI 性能的提升給出了明確的預測，並且 NVIDIA 正在通過硬體、軟體的提升和創新，努力實現黃氏定律，同時藉生態的打造想要更深遠的影響 AI 發展。

黃氏定律值得我們期待。

附圖：▲ NVIDIA GPU 助推 AI 推理性能每年提升 1 倍以上。（Source：影片截圖）
▲NVIDIA 首席科學家兼研究院副總裁 Bill Dally。
▲ 搭載 160 多個 GPU 的 NVIDIA DGX 系統模型。

資料來源：https://technews.tw/2020/12/16/huang-law-predicts-that-ai-performance-will-double-every-year/?fbclid=IwAR1vXHWAGt_b8nDRW6VUqzpAINX_n_DzJ0KwJvdBnl18s8Q1A3Thk7hgBoI

再不救工具機業 明年恐倒三分之一

佘通權／中華工商研究院副教授（台北市）

行政院長蘇貞昌出席「工具機口罩國家隊感恩會」致詞時說，台灣工具機產業第三季、第四季會面對很多困難，蔡英文總統特別指示，紓困3.0繼續做。記者趙容萱／攝影

上銀工具機集團卓總裁十四日語出驚人：「如果政府再不去救工具機業，最壞狀況到明年六月恐有三分之一的工具機廠會面臨倒閉！」他建議政府儘快提撥專案經費，向廠商採購車床、銑床及綜合加工機等基礎和標準的工具機產品，提供給全台大專院校使用，以協助產業度過難關。

財政部公布七月出口年增零點四％，擺脫連續四個月負成長，主要是資通與視聽產品以及電子零組件穩住大局，其他貨品合計的出口表現是年減十三點八％，其中以工具機出口值年減幅近四成，衰退最為嚴重。根據台灣區工具機暨零組件公會許理事長說，受新冠肺炎疫情、新台幣匯率升值雙重夾擊，工具機廠及零組件業目前接單普遍是個位數，七月少了紓困3.0補助，放無薪假廠商家數增加，「做三休四」比比皆是，預估今年工具機出口值將年減四十至五十％。

值得注意的是外銷訂單嚴重衰退的傳統產業產品，有九成以上在台灣生產，其中工具機的訂單，多來自大陸轉單效應帶來的短期急單，撐不會太久；其次，由於歐美汽車廠封城現象未解，不投資又停工停產，影響工具機接單及出貨。目前工具機零組件普遍庫存囤滿，造成存貨跌價損失與資金積壓雙重損害，如果二次疫情再起，全球消費持續緊縮，國外客戶暫緩拉貨，連帶影響到出口廠商的應收帳款品質與現金流，復甦期恐要再延後二至四季，甚至可能引發廠商財務危機。

據了解，工具機公會已協助超過一百家業者申請紓困補助，但業者仍看壞未來景氣，屆時可能還要再增加預算並展延紓困時程。工具機業者也要自立自強，取得紓困補助後，首先淘汰老舊設備，並擺脫過往只做車床的低毛利產品，積極轉型生產高附加價值的產品，例如智慧工具機、工業機器人、無人搬運車與自動倉儲、物聯網、人工智慧、客車的多款鋁輪圈等；此外，中小企業資源有限，不妨與工研院合作研發高端產品，為將來景氣復甦時做好超前部署。

工具機外銷受阻，短期目標以先轉為供應內需為主，呼籲政府為產業挹注活水，向國內廠商採購工具機及其零組件；另一面請政府同步打開關稅壁壘與各國加速簽訂ＦＴＡ、控制台幣過度升值，雙管齊下，救救工具機業度過寒冬。

277/365

🌲阿里山國家公園森林浴🌲

位於海拔2300公尺的阿里山森林遊樂區屬於暖溫帶森林
終年雲霧繚繞、環境潮濕
屬於「霧林帶」
炎炎夏日很適合到此來場涼爽的森林浴🌿

從山下開往山上
除了能明顯感到溫度隨著高度遞減外
森林帶也由闊葉林轉換成針葉林系
在森林區漫步仍可見闊葉林與針葉林共存
中層主要為殼斗科植物
而上層則是檜木林的天下

在阿里山森林遊樂園中
沿著「森之道」享受森呼吸

✔️森林是「地球之肺」
👉吸收二氧化碳、熱空氣、噪音
👉過濾塵粒
👉釋放氧氣、新鮮冷空氣
👉令人身心愉快的芬多精環繞四周

讓人除了舒緩心理壓力外
還具有寧靜的聽覺效果
大自然的視覺饗宴
健身的肢體運動的多重益處❤️

🌿沿著總長約1000公尺的巨木棧道
穿梭在36棵代表性的紅檜巨木林中
邊欣賞紅檜英姿外
還可以看著指示牌學到許多紅檜小知識👍👍👍

🌲All about 紅檜🌲

1️⃣紅檜英文名:
Taiwan Red Cypress

2️⃣紅檜特徵：
👉針葉鱗片狀、前端尖銳
👉毬果小且為橢圓形

3️⃣水份運送方式：
👉水份經由「滲透作用」進入根部，產生向上推擠的壓力
👉再經由「毛細現象」由木質部導管網上運輸到樹幹、樹枝、樹葉
👉葉片透過氣孔將水份蒸發到空氣中，產生拉力牽引水分子往上，像抽水機般將水抽上去

4️⃣紅檜木上的附生植物
除了常見的松蘿外
還有「黃花著杜鵑」與「條蕨」等台灣特有種植物

5️⃣特殊紅檜：三代木
檜木三代同一根系
展現出枯而復榮的生生不息的自然力量
➡️第一代：樹齡1500年
➡️第二代：第一代紅檜枯死後約250年，藉由枯樹養份生長成第二代
➡️第三代：當第二代木根老殼空，經過300年後又生出第三代木，至今仍枝繁葉茂

🌸除了紅檜外，
艷橘色射干菖蒲
美麗又危險、如銀鈴般的毛地黃
花團錦簇的各色繡球花
也在園區的各個角落綻放著❤️

除了自然景觀外
阿里山小火車也訴說著台灣林業的歷史

✔️木道馬
👉日治時代一改人工搬運木材
改以就地取材的將木板鋪在地上形成拖運軌道
再以木材做成木車
馱負重物下山
如今舊物仍在訴說著台灣早期林業的文化

雙娜一路跟著我們穿梭在森林裡
看著紅檜的各種姿態
也在姐妹池留下美好的回憶
看到紅色的森林小火車近距離駛過
轟隆隆的聲音回盪在山林裡
享受一段美好的夏日時光🌿