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英特爾著手研究通用API 無痛跨平台移植加速軟體發展
異質運算蓬勃發展,但軟體要跨不同的硬體平台執行,卻是相當困難的工程挑戰。近期英特爾(Intel)委託高德顧問公司(J.Gold Associate)研究軟體轉移到不同硬體運作的可能性,並提出oneAPI跨架構模型的概念。
圖 英特爾委託高德顧問公司研發oneAPI。來源:英特爾
高德顧問公司Jack Gold表示:「各式各樣的加速處理器進入市場,並且更多的應用程式工作負載可以應用這些處理器的功能,但前提是應用程式必須具備最高的兼容與彈性。像是oneAPI跨架構模型的技術進展,將有助於確保應用程式移植到新興的加速平台,開發人員不需要重寫。」
針對oneAPI的研究報告中透過一個典型的軟體開發流程,以及隨後移植軟體來使用新的加速器硬體,為企業和開發人員提供參考案例。報告同時詳細說明為何現在需要使用加速器,因而為統一軟體開發流程創造適合的時機,並分析道,如果編寫可以針對多種運算設備使用的軟體,將能避免架構受限於特定的供應商,而難以控制時間與成本。
oneAPI的研究包含三大重點:
1. 以數據為中心的工作負載,以及以最佳流程處理它們的架構將持續多樣化。
2. 當需要跨架構移植進行模型開發,若是每次都能將軟體轉移到新的運算平台,便能省下大量的金錢與時間。報告中的範例花費了五個月的時間,總共節省了30萬美元。
3. oneAPI計畫是開源且跨產業的方法,用於下一代的軟體研發,幫助開發人員的工作效率提高,同時不需要在軟體性能上妥協。
隨著英特爾著手進行統一API的研究,未來可望產生互通於CPU/GPU/FPGA/AI加速器之間,不同硬體皆通用的軟體開發體驗,不只協助軟體無痛移植加速平台,在節省時間與金錢成本的同時,活絡生態系中的協作發展。
英特爾收購Moovit 可望成自駕車發展助力
英特爾(intel)日前以9億美元收購了行動即服務(mobility as a service, MaaS)的新創公司Moovit。Moovit以城市的交通規畫軟體聞名,提供全球使用者透過大眾運輸系統及單車、摩托車、共享汽車等方式,取得多元的交通路線建議。結合Moovit的技術,英特爾旗下的Mobileye更接近成為行動服務供應商的目標。
圖 英特爾收購了行動及服務新創公司Moovit。來源:英特爾
Moovit成立於2012年,總部在以色列並有200名員工。Moovit善於結合大眾運輸資訊與用戶所在社區的資訊,能夠提供最佳路徑的即時圖片。過去兩年間,Moovit的用戶成長七倍,至今已有超過8億用戶,服務擴及102個國家的3100個城市。此外,Moovit與共享汽車與交通服務供應商簽署協議,取得數據以進行MaaS分析。
經由此次收購,Mobileye可運用Moovit的資料庫了解客戶需求,並進行交通方式的優化預測,已舉將改善超過8億用戶的使用者體驗。目前Mobileye已與25家汽車製造商合作,提供將近6000萬輛車的駕駛輔助系統(advanced driver-assistance systems, ADAS)。英特爾現正積極投資未來市場,看好ADAS、大數據與MaaS技術將在2030年帶來超過2300億美元的營收。
英特爾在2017年收購Mobileye,此後Mobileye的ADAS透過視覺安全技術,提高駕駛安全性,並推出完整的自動駕駛方案,在產業內的採用率不斷提高,收入成長一倍以上。專注自動駕駛領域,Mobileye已達到有條件的自動駕駛(L2+)。未來Moovit將加入團隊,將與之共同推動MaaS及自駕服務。
記憶體價格回檔 英特爾重登半導體王座
市場研究與顧問諮詢公司Gartner近日發表2019年全球前十大半導體廠營收排名,由於2019年記憶體價格走跌,使得三星、SK海力士、美光等記憶體業者的營收均出現明顯下滑,處理器大廠英特爾(Intel)也因而在僅維持小幅成長的情況下,重新奪回全球最大半導體公司的寶座。
除了記憶體之外,擠進前十名榜單的半導體業者,營收規模也普遍呈現小幅下滑的局面,如通訊晶片大廠博通(Broadcom)、高通(Qualcomm),以類比和車用元件為主的德州儀器(TI)、意法(ST)與恩智浦(NXP),2019年營收也都比2018年小幅萎縮。
前十大半導體業者中,只有蘋果(Apple)的營收規模出現超過10%的成長,但蘋果所設計的晶片並不對外銷售,僅供自家產品使用,因此其情況不能與其他半導體業者一概而論。
整體來說,2019年全球半導體產業的營收規模比2018年減少12%。
英特爾攜手QuTech發論文 證實量子位元可高溫控制
英特爾(intel)與QuTech合作,在國際期刊《Nature》中發表一篇論文,論證在溫度大於1克爾文(kevin)時,能夠成功控制高溫量子位元(qubits)。該研究還強調兩個量子位元間的獨立/連貫控制,其中單個量子位元的運算保真度(fidelity)高達99.3%。針對類似單個電子晶體管量子系統及矽自旋(Silicon Spin)量子位元,此研究突破低溫控制技術,可以將量子系統/矽自旋量子位元作為集成電路封裝。
圖 英特爾與QuTech合作,在國際期刊《Nature》中發表論文,論證在溫度大於1克爾文時,能夠成功控制高溫量子位元。來源:英特爾
在《Nature》中,英特爾與QuTech首次提出,量子位元的運作特點是高溫、密集且連貫,這些緊密的量子位元在高品質及相對高溫的情況下發揮作用。傳統上,量子計算的實際挑戰在於須要同時控制數千,甚至數百萬的量子位元,並且維持高度的運算保真。而高量子位元的運算保真度,特別是高度複雜的電子控制器,須要大規模的量子設備管理,但是目前的量子系統設計的尺寸使其受限。
若是將電子控制器與自旋量子位元整合在同一個晶片上,可以簡化兩者之間的互聯流程,但是增加量子位元運作所能承受溫度也就變得至關重要。以往量子運算只能在毫克爾文範圍的溫度中運行,該溫度僅稍微高於絕對零度。現在因為新的高溫量子位元研究,英特爾與QuTech證實矽自旋量子位元具有可在比已有的量子系統,更高溫狀況下運作的潛力。
該方法使得英特爾得以運用封裝及互聯技術,來實現量子實用性(quantum practicality)。這項研究立基於英特爾所推動的全端量子系統,包含去年年底發布的Horse Ridge低溫量子控制晶片。
神經型態晶片成功辨識氣味 機器嗅覺取得重要突破
英特爾(Intel)實驗室和康乃爾大學的研究人員在《自然機器智慧》(Nature Machine Intelligence)期刊上共同發表的一篇論文中,展示英特爾神經形態研究晶片「Loihi」,該晶片具有在明顯的干擾和阻絕情況下,學習和辨識有害化學物質的能力。Loihi僅透過單一樣本就學會各種氣味,同時不會破壞先前所習得的氣味記憶。與包括深度學習解決方案在內的傳統先進辨識方法相比,Loihi展現出更高的識別準確率,傳統先進辨識方法的解決方案需要增加3,000倍的訓練樣本才能達到相同的分類精準度等級。
英特爾神經形態運算實驗室資深研究科學家Nabil Imam表示,英特爾正在Loihi上開發神經演算法,模仿人們在聞到氣味後的大腦運作模式。這項工作是神經科學和人工智慧交會的當代研究典範,並證明Loihi具備提供重要感測功能的潛力,可望使各個產業受惠。
圖 英特爾神經形態運算實驗室資深研究科學家Nabil Imam與他手上搭載Loihi晶片的電路模組。
英特爾和康乃爾大學的研究人員使用一種從大腦嗅覺迴路的架構和動力學所得出的神經演算法,對英特爾Loihi神經形態研究晶片進行訓練,以學習和辨識10種有害化學物質的氣味。
Imam和研究團隊採用了由72個化學感測器的活動所組成的資料集,以對應風洞(wind tunnel)中循環的10種氣態物質(氣味)。感測器對每種氣味的反應會被傳送到Loihi,讓晶片電路模仿以嗅覺為基礎的大腦電路。Loihi晶片可以快速學習10種氣味(包括丙酮、氨和甲烷)中每種氣味的神經表徵,即使在背景受到強烈干擾的情況下也能順利辨識。
目前許多人家中的煙霧和一氧化碳探測器,也使用感測器來檢測氣味,但是它們無法區分不同的氣味;當它們檢測到空氣中的有害分子時會發出蜂鳴聲,但無法以智慧的方式對這些氣味分子進行分類。
Imam表示,化學感測領域多年來一直在尋找聰明、可靠和快速回應的化學感測處理系統,也就是所謂的「電子鼻系統(Electronic Nose Systems)」。他認為配備神經形態晶片的機器人在環境監測和有害物質檢測或工廠品質控制方面極具潛力。它們可用於會散發出特殊氣味之疾病的醫學診斷。另一個例子是配備神經形態晶片的機器人可以更清楚地辨別機場安全線中的有害物質。
研究團隊下一步打算將這種方法應用在更廣泛的問題上,從感官場景分析(了解觀察到的物體之間的關係)到像是計劃和決策等抽象問題。了解大腦的神經迴路如何解決這些複雜的運算問題,將為設計高效而強大的機器智慧提供重要線索。
但Imam也指出,目前在機器嗅覺感測方面,仍存在挑戰。舉例來說,當人們走進雜貨店時,可能會聞到草莓的味道,但其氣味可能類似於藍莓或香蕉的氣味,因為它們在大腦中誘發非常相似的神經活動模式。有時人類甚至很難分辨出一種水果還是多種水果混合的香味。當系統聞到來自義大利的草莓和來自加州的草莓時,有可能會出錯,因為兩者可能具有不同的香氣,但卻需要歸為同一類。
這些是研究團隊正在努力解決的嗅覺信號辨識問題,希望在未來幾年內解決這類挑戰,打造能夠解決實際問題的產品,而不僅是解決在實驗室中演示的實驗性問題。
英特爾持續採用3D XPoint 與美光重簽協議
英特爾(Intel)與美光(Micron)日前簽署新的3D XPoint記憶體晶圓供應協議。分析師推測,由於現在美光是3D XPoint記憶體唯一的製造商,英特爾須支出更多預算給美光。此決策顯示英特爾規劃繼續生產採用3D XPoint記憶體的產品,但產品的細節仍有待消息公布。
圖 英特爾搭載3D XPoint記憶體的Optane產品。圖片來源:英特爾
2018年英特爾終止與美光在NAND與3D XPoint的合作關係之後,出售前合夥人位於美國猶他州的晶圓廠。由於英特爾當時尚未將Optane產品所需的 3D XPoint生產移往中國大連的工廠,為確保美光將記憶體賣給英特爾,必須與美光簽訂供給協議。
於2018年十月協議生效時,美光取得工廠的所有權。但是日前兩公司終止該筆交易,並基於價格與預估條款變化而重簽協議。雙方雖未透露協議的細節,但是美光表示,這筆協議不會改變美光先前的立場。
與此同時,市場分析師表示,儘管產品訂價高昂,英特爾仍在3D XPoint上損失大筆金錢。而美光少以3D XPoint為基礎生產產品,可間接推斷3D XPoint的成本不低。截至目前,美光唯一使用3D XPoint記憶體的產品只有X100 SSD。
英特爾與美光的新簽協議,則揭露英特爾打算繼續生產搭載3D XPoint記憶體的Optane系列產品,因其在英特爾的資料中心業務中扮演要角,但英特爾對3D XPoint系列產品的規劃仍有待公告。
儲存業務發展不如預期 英特爾有意改變策略
英特爾(Intel)正重新考慮過去自產NAND flash的決策,並且可能改由向第三方供應商購買。英特爾財務長George Davis日前在分析師會議中表示,英特爾的固態硬碟(SSD)銷售業務不若預期,使得該公司的NAND Flash業務也受到影響。對此,英特爾正在思考其他策略選項,包含不再自行生產NAND Flash顆粒,改用外購晶片,甚至是直接採購完整的SSD。
英特爾正重新考慮選擇自產NAND flash的決策。圖片來源:英特爾
Davis告訴分析師,NAND flash是英特爾的大賭注,因為NAND在資料中心扮演越來越重要的角色,其觀點對應到英特爾執行長Bob Swan在2019年四月談及2019年Q1財報不理想。Swan說,英特爾正在評估生產NAND的業務,因為此項業務並不賺錢。
針對英特爾自產晶片的脈絡,可以回溯已經解散的合資公司IM Flash。2005年英特爾跟美光(Micron)合資創立IM Flash,專為英特爾及美光生產SSD所需的快閃晶片。IM Flash全盛時期掌管三間分別位於美國與新加坡的工廠。然而2013年英特爾宣布將其中兩家晶圓廠的股份轉售給美光,引起軒然大波。當時英特爾表示,此舉是為了修改兩方的協議,以便雙方都能投入在Optane產品中採用的3D XPoint技術。因此英特爾過多的NAND晶片,再將多餘的產能賣給美光,並建立3D XPoint的未來業務。
XPoint的產品在2015年七月發布,晶片由IM Flash在同時製作3D NAND晶片的狀況下同步生產。不久之後,英特爾在同年宣布於中國大連生產自家的3D NAND晶片。接續而來的重大轉變發生在2018年十月,美光表示有意收購英特爾在IM Flash的股份,隔年美光如願收購,並與英特爾簽下提供XPoint晶片的協議。
英特爾/QuTech發表Horse Ridge 強化量子運算布局
英特爾實驗室(Intel Labs)日前與荷蘭研究機構QuTech共同於2020年國際固態電路研討會(International Solid-State Circuits Conference, ISSCC)發表研究論文,介紹其新型低溫量子控制晶片Horse Ridge所採用的關鍵技術,包含可擴展性、保真度和彈性等特性,進一步解決建構量子系統時面臨的挑戰。
英特爾實驗室量子硬體總監Jim Clarke表示,現今的量子研究人員僅能使用少量的量子位元(Qubits),以及圍繞著複雜控制和互連機制的較小型客製化設計系統。Horse Ridge大幅降低了這種複雜性,透過系統化擴展到量子實用性所需的數千個量子位元,將持續朝著在未來實踐量子運算的商業可行性的目標邁進。
新低溫控制晶片將加速全端(Full-stack)量子運算系統發展。
Horse Ridge透過整合式系統單晶片(SoC)設計,採用英特爾22奈米FFL(FinFET低功耗)CMOS技術,將四個射頻(RF)通道整合到單一裝置當中;每個通道都可以利用分頻多工(Frequency Multiplexing)的方式控制多達32個量子位元;該技術將可用的總頻寬畫分為一系列不重疊的頻段,每個頻段均用於承載獨立的訊號。利用這四個通道,可透過單一裝置控制多達128個量子位元,進而大幅減少先前所需的電纜和機架儀器的數量。
而量子位元數的增加會引發其他挑戰量子系統容量和運作的問題,其潛在影響之一將使量子位元保真度和效能下降。英特爾最佳化多工(Multiplexing)技術,使系統能夠擴大規模並減少相位偏移(Phase Shift)所帶來的誤差,避免量子位元之間的串擾(Crosstalk)。該晶片所利用的各種頻率都可以進行高精度的調諧(Tune),使量子系統能用同一個射頻頻率控制多個量子位元時調整並自動校正相移,以提高量子位元的量子閘(Gate)保真度。
雙方於2019年便已攜手研究以晶片控制自旋量子位元。
此外,該晶片可覆蓋廣泛的頻率範圍,以控制超導量子位元(又稱為Transmon)和自旋量子位元(Spin Qubit),其通常在6GHz~7GHz左右的頻率下運作,而自旋量子位元則在13GHz~20GHz的頻率下運作。
目前量子研究界仍處於起步階段,距離展示量子實用性仍有很長的一段路。量子運算能否應用於實際問題,取決於能否在高保真度下同時擴展和控制數千個量子位元。英特爾目前正研究矽(Silicon)自旋量子位元,其有可能在高達1克耳文(Kelvin, K)的環境下工作,而本次研究整合矽自旋量子位元裝置和新晶片的低溫控件,於精簡封裝中配置量子位元和控制元件。
專訪鴻海科技集團執行副總裁特助王惠民 鴻海攜英特爾力攻Local 5G商機
鴻海科技集團執行副總裁特助王惠民表示,5G時代到來,虛擬化基礎架構需要與邊緣智慧結合,以提供更靈活的創新應用/服務,而要如何降低營運成本以實現合理的部署便成關鍵。以企業專網為例,企業專網若成功實施,代表將來布建網路的不一定就是電信運營商,而會是企業本身,因此,設備商須提供價格/成本上都相當有競爭力的方案。
鴻海科技集團執行副總裁特助王惠民指示,要如何降低營運成本以實現合理的部署便成為5G世代的挑戰。
為此,鴻海與英特爾攜手合作,透過OpenNESS、FlexRAN、OpenVINO、DPDK、QAT和FPGA等,共同開發5G、邊緣運算和AI產品技術。
據悉,在英特爾的大力支持下,鴻海第一代基於MEC的專用網路解決方案已有商業化布建和推廣,與英特爾在O-RAN的前傳介面標準的整合亦已完成,預期將可以加速Local 5G的商品化推廣。
另外,鴻海目前也正在開發第二代Local 5G邊緣解決方案,融合了接入系統與邊緣運算,同時也將AI和邊緣工作負載整合到一個平台中,可在以4G/5G無線基礎設施加速促進物聯網推廣的同時,保持合理的部署和營運成本。目前Local 5G邊緣解決方案將先在鴻海集團內部部署並在未來推廣到全球的外部客戶。
英特爾物聯網事業群副總裁Johnathan Ballon指出,5G、AI應用和運算能力的興起,以及物聯網的爆炸式成長正推動著零售、工業、智慧城市、醫療保健等產業的轉型。邊緣數據和應用程序的快速成長推動了分布式計算架構的需求,在這種新的架構中,運算將貼近於數據源或服務點。為了使企業能有效運用5G和AI邊緣運算,業界需要設計出可滿足邊緣運算獨特需求的產品和工具,具開放性且易於使用的軟體工具,更需致力於相關解決方案的開發和布建。
Gartner:2019全球記憶體市場衰退 英特爾重奪龍頭寶座
國際研究暨顧問機構Gartner初步調查結果顯示,2019年全球半導體總營收為4,183億美元,較2018年減少11.9%。由於記憶體市場衰退,許多大廠受到負面衝擊,像是2017、2018年營收都排名第一的三星電子(Samsung)也深受影響,讓英特爾(Intel)藉此重新奪回市場冠軍寶座。
Gartner研究副總裁Andrew Norwood表示,2019年記憶體市場營收下滑31.5%,占半導體整體銷售的26.7%,其中DRAM從2018年底到2019年全年都供過於求,因此2019年營收下滑37.5%。這次供過於求狀況產生,主要原因在於超大規模(Hyperscale)市場需求突然下滑。OEM庫存水位過高,使得廠商於2019上半年期間都在解決此狀況,而下半年DRAM廠商庫存過多也壓低了價格,造成2019年全球DRAM平均售價(ASP)下滑47.4%。
2019年,英特爾從連續稱霸兩年的三星電子手中,重新奪回全球半導體廠商營收排名第一的寶座(見表1)。由於伺服器市場趨緩、CPU供應持續吃緊、英特爾在去年第四季將蜂巢式調變解調器(cellular modem)業務出售給蘋果(Apple)等因素,導致英特爾2019年半導體營收下滑0.7%。
三星因記憶體市場衰退落到第二名,與其他記憶體廠商一樣因DRAM及NAND flash市場供過於求和價格下滑而陷入苦戰。2019年三星記憶體營收下滑34%,占整體銷售的82%。
表1:2019年全球前十大半導體廠商營收(單位:億美元)
就記憶體部門而言,2019年NAND flash衰退幅度較整體記憶體市場小,營收下滑23.1%,主因是2018年底庫存水位上升,2019年上半需求趨緩又更形惡化。KIOXIA和Western Digital合資成立的晶圓廠發生斷電事故,促使廠商出清庫存,推動價格從低點回升,使2019年7月NAND市場開始穩定。由於市場對於固態硬碟(SSD)及5G智慧型手機需求強勁,Gartner認為NAND市場回溫的趨勢將持續到2020年。
其他類型裝置的營收表現各異。類比產品下滑5.4%,主要原因在於終端設備市場疲軟,尤其是工業與舊款車用產品與其他泛用標準型裝置,例如微控制器和其他邏輯產品;受惠於智慧型手機鏡頭數量不斷增加,光電類則是增長2.4%,創下所有類型裝置當中最佳表現。
Andrew Norwood指出,Gartner預期在廠商清空過高庫存,進而拉抬晶片(尤其是記憶體部門)的平均售價後,2020年半導體市場營收將會上揚。邁入2020年,儘管中美貿易戰的局勢似有緩解趨勢,不過2019年美國已將華為等幾家中國大陸企業列入出口管制實體名單,最直接的衝擊就是迫使華為到美國以外地區尋找替代的晶片供應商,像華為獨資成立的海思半導體(HiSilicon)就是名單首選,其他還有日本、台灣、南韓和中國大陸廠商。這部分將是2020年的觀察重點之一。