2006年谷歌推出了“Google 101计划”，并正式提出“云”的概念和理论。云是互联网的一种比喻说法。云计算是什么呢？我们通俗地理解，云计算的核心思想，是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度云存储，构成一个计算资源池向用户按需服务。使用者使用云存储，并不是使用某一个存储设备云存储，而是使用整个云存储系统带来的一种数据访问服务。......
2023-06-23
探析人工智能基础层：AI芯片、传感器、大数据与云计算
【摘要】：基础层主要涉及数据的收集与运算，这是人工智能发展的基础，主要包括AI芯片、传感器、大数据与云计算。AI芯片图5-3人工智能产业链架构层图5-4技术层的产业竞争AI芯片是人工智能的“大脑”，市场规模呈快速增长态势。虽然在结构上模仿大脑运算是AI芯片终极目标，但受制于技术上的限制，当前AI芯片主流产品是在功能层面上的模仿。我国AI芯片产业处于起步阶段，但已呈现崛起之势。
基础层主要涉及数据的收集与运算，这是人工智能发展的基础，主要包括AI芯片、传感器、大数据与云计算。其中，传感器及大数据主要负责数据的收集，AI芯片和云计算负责运算。
（1）AI芯片
图5-4 技术层的产业竞争
AI芯片是人工智能的“大脑”，市场规模呈快速增长态势。早期人工智能运算主要借助云计算平台和传统CPU相互结合的方式；随着深度学习等对大规模并行计算需求的提升，开始了针对AI专用芯片的研发。目前AI芯片的主要类型有图形处理器（GPU）、现场可编辑门阵列（FPGA）、专用定制芯片（ASIC）和类人脑芯片四种。预计至2021年，人工智能芯片市场有望达到111亿美元，CAGR达20.99%，见图5-5。
图5-5 AI芯片市场规模
AI芯片技术发展呈现功能模仿与结构逼近两个方向。GPU、FPGA及ASIC是从功能层面模仿大脑能力，而类脑芯片则是从结构层面去逼近大脑。虽然在结构上模仿大脑运算是AI芯片终极目标，但受制于技术上的限制，当前AI芯片主流产品是在功能层面上的模仿。
目前，GPU和FPGA等通用芯片是人工智能领域的主要芯片，但由于它们起初并非针对深度学习而设计，在性能与功耗等方面存在天然的缺陷。因此，针对神经网络算法的专用芯片ASIC正被英特尔、谷歌、英伟达和众多初创公司陆续推出，有望在今后数年内取代当前的通用芯片成为人工智能芯片的主力。
我国AI芯片产业处于起步阶段，但已呈现崛起之势。目前我国专注于AI芯片的企业较少，且总体技术水平与发达国家有较大差距，高端芯片还主要依赖国外进口；但目前也涌现了景嘉微、寒武纪科技等一批明星创业企业。国产AI芯片的崛起不仅为我国人工智能的发展带来计算能力的提升，同样可以起到降低成本的作用。
（2）云计算
传统实现移动终端人工智能的方法是通过网络把终端数据传送至云端，云端计算后再把结果发回终端，例如苹果的Siri服务；当前人工智能主要的计算平台还是云计算。根据部署模式或服务形式的不同，云计算可分为基础设施即服务（IAAS）、平台即服务（PAAS）、软件即服务（SAAS）三类。
IAAS分为公有云、私有云和混合云三种形态，提供给客户的服务是基础设施的使用，包括处理器、存储和网络等基本计算资源，用户能够部署和运行操作系统、应用软件等程序。
PAAS将软件研发的平台作为一种服务，用户可以在此平台研发、存储各种软件或应用程序。
SAAS提供给客户的服务是运行在基础设施上的应用程序，用户可以在各种设备上通过互联网访问，如浏览器等。
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