谷歌推新款ARM架構CPU用於AI，聲稱性能比頂級ARM對手高30%

4月10日消息，美國當地時間週二，谷歌推出了名爲Axion的新型芯片，這款芯片功能強大，能夠勝任從YouTube廣告精準推送到大數據分析等複雜任務，旨在幫助谷歌應對不斷增長的人工智能成本。

Axion的問世標誌着谷歌在自主研發芯片道路上的重要突破，標誌着其在大數據中心常用芯片領域邁出了關鍵一步。多年來，谷歌持續探索新的計算資源，尤其是針對人工智能領域的專用芯片。自從OpenAI在2022年底發佈ChatGPT並掀起人工智能新競賽以來，谷歌加快了自主研發芯片的步伐，旨在在互聯網領域的競爭中佔據有利位置。

業界分析人士普遍認爲，谷歌在芯片領域的努力有助於減少對外部供應商的依賴，同時使其能夠與英特爾、英偉達等芯片製造巨頭形成競爭。然而，谷歌高管持有不同觀點，負責芯片運營的副總裁阿明·瓦赫特（Amin Vahdat）表示：“我們不視此爲競爭，而是增大市場蛋糕的機會。”

隨着人工智能技術的迅猛發展，對計算資源的需求日益增加，谷歌的雲計算競爭對手如亞馬遜和微軟也在加大力度，研發自有芯片技術。

谷歌早期的成就部分源自於對關鍵芯片技術的投資，這爲其網絡搜索算法的運行提供了堅實的基礎。這一過程往往涉及將成本較低的商業硬件以創新的方式組合使用。面對人工智能技術的快速發展和對計算資源的巨大需求，谷歌轉向研發更專業、高效的定製芯片解決方案。公司認爲，自研的人工智能專用芯片TPU（張量處理單元），在降低成本方面展示了顯著優勢。

自2016年起，谷歌便與半導體巨頭博通緊密合作，共同致力於生產定製硬件產品。在最近內部報告中，博通首席執行官陳福陽透露，隨着谷歌迅速增加TPU的產量，博通定製芯片部門的業務實現了激增。陳福陽表示，由於微軟將人工智能功能融入其必應搜索引擎，直接挑戰了谷歌在搜索領域核心地位，驅動了博通定製芯片業務的急劇增長。據悉，博通定製芯片部門最近一個季度的營業利潤超過10億美元，大部分收入來源於谷歌的訂單。

谷歌首席財務官魯斯·波拉特（Ruth Porat）在年初投資者會議上預計，今年在人工智能芯片等技術基礎設施上的支出將大幅增加。她透露，谷歌母公司Alphabet第四季度的資本支出同比增長近50%，達到110億美元。

Axion芯片作爲谷歌研發的CPU（中央處理器），其廣泛的適用性不僅能爲谷歌搜索引擎提供動力，還支持多種人工智能相關功能。公司高管表示，Axion將在人工智能領域發揮關鍵作用，高效處理海量數據，服務全球數十億用戶。

值得一提的是，Axion基於英國芯片設計公司Arm的架構，使谷歌成爲繼亞馬遜和微軟後，第三家採用Arm架構設計數據中心CPU的大型科技公司。這一轉變打破了長期以來大型服務器羣運營商幾乎完全依賴英特爾和AMD供應CPU的局面。

面對市場變化，傳統芯片製造商也在推出內置人工智能計算功能的CPU和專爲人工智能設計的獨立芯片，以滿足日益增長的市場需求。英特爾週二推出了第三代Gaudi人工智能芯片，計劃今年開始向客戶發貨。

儘管谷歌拒絕直接向客戶出售芯片以供其數據中心使用，這一策略增加了谷歌在半導體領域的靈活性和自主性，使其能夠在未來市場競爭中更直接地與英特爾和英偉達等芯片製造商展開競爭。作爲人工智能技術熱潮的最大受益者，英偉達目前佔據了用於開發和服務人工智能技術的芯片市場80%以上的份額。

瓦赫特指出，成爲優秀的硬件公司、雲服務領導者和全球信息領航者之間存在本質差異。

爲了適應市場的變化並滿足客戶的需求，谷歌已決定向雲客戶出租定製芯片。據悉，今年晚些時候，外部客戶將有機會使用谷歌研發的Axion芯片，而最新一代的TPU芯片已經得到了廣泛的應用。

去年11月，谷歌宣佈成功連接超過5萬個TPU，構建規模空前的人工智能系統，使用TPU創建了Gemini，並計劃專用於處理用戶查詢。

然而，隨着谷歌雲計算業務的增長，平衡內部團隊競爭需求與外部客戶（如Anthropic）需求變得複雜，特別是在普遍存在GPU供應限制的背景下。有知情人士透露，由於人工智能服務需求的持續增長，谷歌內部一些團隊今年將無法獲得額外計算資源。面對資源分配挑戰，瓦赫特表示谷歌將優先考慮增長最快的產品和服務。

谷歌內部芯片研發始於2013年，當時語音識別技術取得重大突破，迫使谷歌意識到廣泛應用該技術將對數據中心芯片需求產生巨大影響。工程主管傑夫·迪恩（Jeff Dean）告訴系統基礎設施部門，爲應對挑戰，需要將數據中心芯片數量增加約一倍。他說：“這真的是我們首次深刻感受到這一迫在眉睫的問題。”。

幾年後，當谷歌設計出TPU第一代時，迪恩成功說服公司高層購買更多TPU，這些TPU成爲研究人員創建Transformers（轉換器）軟件系統的關鍵，該系統現已成爲ChatGPT等生成式人工智能產品的基礎。

在吸引外部客戶方面，谷歌取得了一定程度的成功。儘管谷歌已與多家知名初創公司建立合作，如聊天機器人制造商Character和圖像生成公司Midjourney，但開發人員發現爲這些芯片開發軟件存在一定難度。

爲應對挑戰，谷歌宣佈與英偉達等科技巨頭合作推進OpenXLA軟件項目，旨在簡化開發人工智能系統的複雜過程。

在亞馬遜承諾投資高達40億美元之後，Anthropic——TPU的主要用戶之一——於去年九月開始將其部分人工智能需求轉向亞馬遜開發的定製芯片。作爲迴應，谷歌迅速承諾爲Anthropic提供20億美元的資金支持，並宣佈擴大雙方的合作伙伴關係。

去年初，由於很難獲取GPU，專注於語音轉文字技術的初創公司AssemblyAI選擇在TPU上構建其最新技術版本。公司首席執行官迪倫·福克斯（Dylan Fox）表示：“就可用性而言，我們對TPU的表現非常滿意。”

谷歌內部數據顯示，與雲計算市場最快的Arm芯片相比，Axion處理器性能提升高達30%。包括Snap在內的多家客戶計劃測試這款新硬件。

市場研究機構Forrester首席分析師邁克·瓜爾蒂耶裡（Mike Gualtieri）對此評價道：“即便Axion只實現了谷歌所宣稱的一半性能改進，那麼這項投資也絕對是物超所值的。”

他指出，谷歌面臨其他大型雲計算公司的激烈競爭，這場競爭是超大規模企業間網絡服務的較量，每個參與者都力求上游。（小小）