谷歌推新款ARM架构CPU用于AI，声称性能比顶级ARM对手高30%

4月10日消息，美国当地时间周二，谷歌推出了名为Axion的新型芯片，这款芯片功能强大，能够胜任从YouTube广告精准推送到大数据分析等复杂任务，旨在帮助谷歌应对不断增长的人工智能成本。
Axion的问世标志着谷歌在自主研发芯片道路上的重要突破，标志着其在大数据中心常用芯片领域迈出了关键一步。多年来，谷歌持续探索新的计算资源，尤其是针对人工智能领域的专用芯片。自从OpenAI在2022年底发布ChatGPT并掀起人工智能新竞赛以来，谷歌加快了自主研发芯片的步伐，旨在在互联网领域的竞争中占据有利位置。
业界分析人士普遍认为，谷歌在芯片领域的努力有助于减少对外部供应商的依赖，同时使其能够与英特尔、英伟达等芯片制造巨头形成竞争。然而，谷歌高管持有不同观点，负责芯片运营的副总裁阿明·瓦赫特（Amin Vahdat）表示：“我们不视此为竞争，而是增大市场蛋糕的机会。”
随着人工智能技术的迅猛发展，对计算资源的需求日益增加，谷歌的云计算竞争对手如亚马逊和微软也在加大力度，研发自有芯片技术。
谷歌早期的成就部分源自于对关键芯片技术的投资，这为其网络搜索算法的运行提供了坚实的基础。这一过程往往涉及将成本较低的商业硬件以创新的方式组合使用。面对人工智能技术的快速发展和对计算资源的巨大需求，谷歌转向研发更专业、高效的定制芯片解决方案。公司认为，自研的人工智能专用芯片TPU（张量处理单元），在降低成本方面展示了显著优势。
自2016年起，谷歌便与半导体巨头博通紧密合作，共同致力于生产定制硬件产品。在最近内部报告中，博通首席执行官陈福阳透露，随着谷歌迅速增加TPU的产量，博通定制芯片部门的业务实现了激增。陈福阳表示，由于微软将人工智能功能融入其必应搜索引擎，直接挑战了谷歌在搜索领域核心地位，驱动了博通定制芯片业务的急剧增长。据悉，博通定制芯片部门最近一个季度的营业利润超过10亿美元，大部分收入来源于谷歌的订单。
谷歌首席财务官鲁斯·波拉特（Ruth Porat）在年初投资者会议上预计，今年在人工智能芯片等技术基础设施上的支出将大幅增加。她透露，谷歌母公司Alphabet第四季度的资本支出同比增长近50%，达到110亿美元。
Axion芯片作为谷歌研发的CPU（中央处理器），其广泛的适用性不仅能为谷歌搜索引擎提供动力，还支持多种人工智能相关功能。公司高管表示，Axion将在人工智能领域发挥关键作用，高效处理海量数据，服务全球数十亿用户。
值得一提的是，Axion基于英国芯片设计公司Arm的架构，使谷歌成为继亚马逊和微软后，第三家采用Arm架构设计数据中心CPU的大型科技公司。这一转变打破了长期以来大型服务器群运营商几乎完全依赖英特尔和AMD供应CPU的局面。
面对市场变化，传统芯片制造商也在推出内置人工智能计算功能的CPU和专为人工智能设计的独立芯片，以满足日益增长的市场需求。英特尔周二推出了第三代Gaudi人工智能芯片，计划今年开始向客户发货。
尽管谷歌拒绝直接向客户出售芯片以供其数据中心使用，这一策略增加了谷歌在半导体领域的灵活性和自主性，使其能够在未来市场竞争中更直接地与英特尔和英伟达等芯片制造商展开竞争。作为人工智能技术热潮的最大受益者，英伟达目前占据了用于开发和服务人工智能技术的芯片市场80%以上的份额。
瓦赫特指出，成为优秀的硬件公司、云服务领导者和全球信息领航者之间存在本质差异。
为了适应市场的变化并满足客户的需求，谷歌已决定向云客户出租定制芯片。据悉，今年晚些时候，外部客户将有机会使用谷歌研发的Axion芯片，而最新一代的TPU芯片已经得到了广泛的应用。
去年11月，谷歌宣布成功连接超过5万个TPU，构建规模空前的人工智能系统，使用TPU创建了Gemini，并计划专用于处理用户查询。
然而，随着谷歌云计算业务的增长，平衡内部团队竞争需求与外部客户（如Anthropic）需求变得复杂，特别是在普遍存在GPU供应限制的背景下。有知情人士透露，由于人工智能服务需求的持续增长，谷歌内部一些团队今年将无法获得额外计算资源。面对资源分配挑战，瓦赫特表示谷歌将优先考虑增长最快的产品和服务。
谷歌内部芯片研发始于2013年，当时语音识别技术取得重大突破，迫使谷歌意识到广泛应用该技术将对数据中心芯片需求产生巨大影响。工程主管杰夫·迪恩（Jeff Dean）告诉系统基础设施部门，为应对挑战，需要将数据中心芯片数量增加约一倍。他说：“这真的是我们首次深刻感受到这一迫在眉睫的问题。”。
几年后，当谷歌设计出TPU第一代时，迪恩成功说服公司高层购买更多TPU，这些TPU成为研究人员创建Transformers（转换器）软件系统的关键，该系统现已成为ChatGPT等生成式人工智能产品的基础。
在吸引外部客户方面，谷歌取得了一定程度的成功。尽管谷歌已与多家知名初创公司建立合作，如聊天机器人制造商Character和图像生成公司Midjourney，但开发人员发现为这些芯片开发软件存在一定难度。
为应对挑战，谷歌宣布与英伟达等科技巨头合作推进OpenXLA软件项目，旨在简化开发人工智能系统的复杂过程。
在亚马逊承诺投资高达40亿美元之后，Anthropic——TPU的主要用户之一——于去年九月开始将其部分人工智能需求转向亚马逊开发的定制芯片。作为回应，谷歌迅速承诺为Anthropic提供20亿美元的资金支持，并宣布扩大双方的合作伙伴关系。
去年初，由于很难获取GPU，专注于语音转文字技术的初创公司Assembly
AI选择在TPU上构建其最新技术版本。公司首席执行官迪伦·福克斯（Dylan Fox）表示：“就可用性而言，我们对TPU的表现非常满意。”
谷歌内部数据显示，与云计算市场最快的Arm芯片相比，Axion处理器性能提升高达30%。包括Snap在内的多家客户计划测试这款新硬件。
市场研究机构Forrester首席分析师迈克·瓜尔蒂耶里（Mike Gualtieri）对此评价道：“即便Axion只实现了谷歌所宣称的一半性能改进，那么这项投资也绝对是物超所值的。”
他指出，谷歌面临其他大型云计算公司的激烈竞争，这场竞争是超大规模企业间网络服务的较量，每个参与者都力求上游。（小小）