今天,人工智能(AI)已经在各个领域遍地开花,无论身处哪个行业,使用AI来帮助获取业务洞察,并建立竞争优势,已经非常常见。不过一个有趣的现象是,在用户采购AI基础设施时,几乎所有厂商都会强调其支持GPU的能力,并且支持的GPU数量越多,就代表其AI性能越强大。那么问题来了,为什么是GPU而不是CPU?
GPU难道不是我们日常使用的电脑里的,用于提高游戏性能或设计图形所需的图形处理单元吗?为什么在AI方面,我们计算机里的“大脑”(CPU)反而很少提及呢?
一、为什么AI需要GPU?
要了解为什么GPU更适合AI,我们就要从GPU的诞生说起。图形处理单元 (GPU) 最初开发用于生成计算机图形,是具有专用内存的专用处理器,通常执行渲染图形所需的浮点运算。从GPU的诞生我们可以看到,GPU是专为计算机开发的,旨在提高它们处理3D图形的能力。这种特性决定了GPU仅用于参与任务或应用程序代码的某些部分,而不是整个过程。因此,GPU通常有较多的内核,用于处理频繁且彼此独立的简单计算。而CPU又被称为通用处理器,因为它几乎可以运行任何类型的计算。不过CPU通常只有几个内核,即使是服务器专用的CPU也不过几十个内核,与GPU动辄成百上千个内核相比完全不是一个数量级。但这并不意味着CPU不够好,CPU内核虽然更少,但比数千个GPU内核更强大。例如同时处理操作系统、处理电子表格、播放高清视频、提取大型zip文件,这些是GPU根本无法完成的。说到这里,你该明白GPU和CPU的区别了吧。总结一下,CPU最擅长按顺序处理单个更复杂的计算,而GPU更擅长并行处理多个但更简单的计算。至于为什么AI需要的GPU,答案也很明显了,因为训练AI模型的过程需要同时对所有数据样本执行几乎相同的操作,而GPU的架构设计具有快速同时处理多个任务所需的并行处理能力。
不过要注意的是,尽管GPU非常适合于AI模型算法,但并不意味着GPU在所有情况下都适用:
1、规模较小的训练CPU完全可以执行训练AI模型所需的算法,特别是如果数据集规模相对较小,可以使用CPU避免高昂的前期成本。2、非并行算法本质上,GPU是为图形处理而设计的,因此当某个AI模型算法并不是并行算法时,CPU就是更好的选择。某些涉及逻辑或密集内存要求的AI算法也是CPU的强项。
二、GPU与AI计算
现在的AI计算,都在抢购GPU。英伟达也因此赚得盆满钵满,为什么会这样呢?原因很简单,因为AI计算和图形计算一样,也包含了大量的高强度并行计算任务。深度学习是目前最主流的人工智能算法。从过程来看,包括训练(training)和推理(inference)两个环节。训练环节,通过投喂大量的数据,训练出一个复杂的神经网络模型。在推理环节,利用训练好的模型,使用大量数据推理出各种结论。训练环节由于涉及海量的训练数据,以及复杂的深度神经网络结构,所以需要的计算规模非常庞大,对芯片的算力性能要求比较高。而推理环节,对简单指定的重复计算和低延迟的要求很高。它们所采用的具体算法,包括矩阵相乘、卷积、循环层、梯度运算等,分解为大量并行任务,可以有效缩短任务完成的时间。GPU凭借自身强悍的并行计算能力以及内存带宽,可以很好地应对训练和推理任务,已经成为业界在深度学习领域的首选解决方案。
目前,大部分企业的AI训练,采用的是英伟达的GPU集群。如果进行合理优化,一块GPU卡,可以提供相当于数十甚至上百台CPU服务器的算力。
三、AI与算力
AI与算力是当今社会科技进步的两大驱动力,它们的融合与创新正推动着各个行业的发展,引领我们进入一个全新的智能时代。算力,作为AI威廉希尔官方网站 的基石,为AI提供了强大的计算能力和数据处理能力。随着威廉希尔官方网站 的不断进步,算力的提升使得AI模型能够处理更大规模的数据,实现更复杂的算法,从而提升AI的性能和准确度。算力的发展,使得AI在图像识别、语音识别、自然语言处理等领域取得了巨大的突破,为我们的生活带来了诸多便利。而AI的崛起,也反过来促进了算力的发展。随着AI应用领域的不断拓展,对于算力的需求也日益增长。为了满足这种需求,人们不断研发新的芯片、算法和架构,推动算力的不断提升。同时,AI威廉希尔官方网站 的发展也催生了一系列新的应用场景,如自动驾驶、智能家居、智能医疗等,这些应用都需要强大的算力支持,从而推动了算力威廉希尔官方网站 的不断突破和创新。AI与算力的结合,正在推动各行各业的发展。在制造业中,AI与算力威廉希尔官方网站 可以帮助企业实现智能制造、智能供应链等,提高生产效率和产品质量。在医疗领域,AI与算力威廉希尔官方网站 可以帮助医生实现精准诊断、个性化治疗等,提高医疗水平和患者满意度。在金融领域,AI与算力威廉希尔官方网站 可以帮助银行、保险等机构实现风险评估、智能投顾等,提高金融服务的智能化水平。总之,AI与算力是当今科技进步的重要驱动力,它们的融合与创新正推动着我们进入一个全新的智能时代。在未来的发展中,我们需要不断关注威廉希尔官方网站 趋势、加强人才培养、加强监管和规范,推动AI与算力威廉希尔官方网站 的健康发展,为人类创造更加美好的未来。
本文来源:渲大师
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