【這也許是最暖的一款改邪歸正】
看過歐·亨利短篇作品的朋友,肯定都知道他的故事最愛在結尾來個反轉,我們往往也都會期待他如何製造最後的反轉。
但這篇應該是少數,小編看到一半就很擔心結尾會反轉的故事。一個關於改邪歸正的故事。
來看看這部有趣的短篇作品吧。
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重新做人 / 歐·亨利
看守來到監獄制鞋工廠,吉米·瓦倫汀正在那裡勤勤懇懇地縫著鞋幫。看守把他領到前樓辦公室。典獄長把當天早晨州長簽署的赦免狀結了吉米。吉米接過來時有幾分厭煩的神氣。他被判四年徒刑,蹲了將近十個月。他原以為最多三個月就能恢復自由。像吉米·瓦倫汀這樣在外面有許多朋友的人,進了監獄連頭髮都不必剃光。
「喂,瓦倫汀,」典獄長說,「你明天早晨可以出去啦。振作起來,重新做人。你心眼並不壞。以後別砸保險箱了,老老實實地過日子吧。」
「我嗎?」吉米詫異地說。「哎,我生平沒有砸過一個保險箱。」
「哦,沒有嗎,」典獄長笑了,「當然沒有。現在讓我們來看看。你是怎麼由於斯普林菲爾德的那件案子給送進來的?是不是因為你怕牽連某一個社會地位很高的人,故意不提出當時不在出事現場的證據?還是僅僅因為不仗義的陪審團虧待了你?你們這些自稱清白的罪犯總是要找藉口的。」
「我嗎?」吉米還是露出無辜的樣子斬釘截鐵地說。「哎,典獄長,我生平沒有到過斯普林菲爾德!」
「帶他回去吧,克羅寧,」典獄長微笑著說,「替他準備好出去的衣服。明天早晨七點鐘放他出去,讓他先到大房間裡來。你最好多考慮考慮我的勸告,瓦倫汀。」
第二天早晨七點一刻,吉米已經站在典獄長的大辦公室裡。他穿著一套極不稱身的現成衣服和一雙不舒服的吱吱發響的皮鞋,那身打扮是政府釋放強行挽留的客人時免費供給的。
辦事員給他一張火車票和一張五元的鈔票,法律指望他靠這筆錢來重新做人,成為安分守己的好公民。典獄長請他抽了一支雪茄,同他握手告別。瓦倫汀,九七六二號,檔案上注明「州長赦免」。詹姆斯·瓦倫汀先生走進了外面陽光燦爛的世界。
吉米不去理會鳥兒的歌唱,綠樹的婆婆和花草的芬芳,徑直朝一家飯館走去。在那裡,他嘗到了久違的自由的歡樂,吃了一隻烤雞,喝了一瓶白酒;最後再來一支比典獄長給他的要高出一檔的雪茄。他從飯館出來,悠閒地走向車站。他扔了一枚兩毛五分的銀幣給一個坐在門口,捧著帽子行乞的盲人,然後上了火車。三小時後,火車把他帶到州境附近的一個小鎮上。他到了麥克·多蘭的咖啡館,同麥克握了手。當時只有麥克一個人在酒吧後面。
「真對不起,吉米老弟,我們沒有把這件事早些辦妥。」麥克說。「我們要對付斯普林菲爾德提出的反對,州長幾乎撒手不幹了。你好嗎?」
「很好。」吉米說。「我的鑰匙還在嗎?」
他拿了鑰匙,上樓打開後房的房門。一切都同他離開時一樣。當他們用武力逮捕他時,那位著名的偵探本·普賴斯的襯衫上給扯下了一顆鈕扣,如今鈕扣還在地板上。
吉米把貼牆的折床放下來,推開牆壁上一塊暗板,取出一個蒙著灰塵的手提箱。他打開箱子,喜愛地望著那套東部最好的盜竊工具。那是一套樣式俱全,用特種硬鋼製造的,最新式的工具,有鑽頭、沖孔器、搖鑽、螺絲鑽和兩三件吉米自己設計,並引以自豪的新玩意兒。這是他花了九百多元在一個專門打造這類東西的地方訂做的。
過了半小時,吉米下樓來,穿過咖啡館。他已經換了一套雅致稱身的衣服,手裡提著那個抹拭乾淨的箱子。
「有苗頭嗎?」麥克·多蘭親切地問道。
「我嗎?」吉米用困惑的聲調說。「我不明白。我現在是紐約餅乾麥片聯合公司的推銷員。」
這句話叫麥克聽了非常高興,以至吉米不得不留下來喝一杯牛奶蘇打。他從不碰烈性飲料。
在瓦倫汀——九七六二號釋放了一星期之後,印第安那州裡上發生了一件保險箱盜竊案,案子做得乾淨俐落,毫無線索可循。一共失竊了為數不多的八百元。兩星期後,洛根斯波特有一個新式防盜保險箱給輕而易舉地打開了,失竊一千五百元現款,證券和銀器沒有損失。警局開始注意了。接著,傑斐遜城一個老式銀行保險箱出了毛病,損失了五千元現款。如今失竊的數字相當高了,本·普賴斯不得不插手干預。經過比較,他發現盜竊的方法驚人地相似。本·普賴斯調查了失竊現場,宣佈說:「那是『花花公子』吉米·瓦倫汀的手法。他又恢復營業了。瞧那個暗碼盤,像潮濕天氣的蘿蔔那般輕易地拔了出來。只有他的鉗子才幹得了。再瞧這些發條給削得多麼俐落!吉米一向只鑽一個洞就行了。哎,我想我得逮住瓦倫汀先生。下次可不能有什麼減刑或者赦免的蠢事,他得蹲滿刑期才行。」
本·普賴斯瞭解吉米的習慣。他經手處理斯普林菲爾德那件案子時就摸熟了吉米的脾氣。跑得遠,脫身快,不找搭檔,喜歡交上流社會的朋友;這些情況讓瓦倫汀贏得了難得失風的名聲。本·普賴斯將已在追蹤這個開保險箱好手的消息透露了出去,有防盜保險箱的人比較安心一些了。
一天下午,吉米·瓦倫江帶著他的手提箱搭了郵車來到艾爾摩爾。艾爾摩爾是阿肯色州黑槲地帶的一個小鎮,離鐵路線有五英里。吉米活像是一個從學校回家來的結實年輕的大學四年級學生,他在寬闊的人行道上向旅館走去。
一位年輕姑娘穿過街道,在拐角那裡打他身邊經過,走進一詞掛著「艾爾摩爾銀行」招牌的門。吉米·瓦倫汀直勾勾地瞅著她,忘了自己是誰,仿佛成了另一個人。她垂下眼睛,臉上泛起一陣紅暈。有吉米這種氣質和外表的年輕人在艾爾摩爾是不多見的。
銀行門口臺階上有個男孩,仿佛是股東老闆似地在遊蕩,吉米便纏住他,開始打聽這個小鎮的情況,不時給他幾枚銀幣。沒多久,那位姑娘出來了,裝著根本沒有見到這個提箱子的年輕人,大模大樣地自顧自走路。
「那位年輕姑娘是不是波利·辛普森小姐?」吉米裝得老實,其實很狡黠地問道。
「不。」小孩說。「她是安娜貝爾·亞當斯。這家銀行就是她爸爸開的。你到艾爾摩爾來幹嗎?那錶鏈是不是金的?我就要有一條叭兒狗了。還有銀角子嗎?」
吉米到了農場主旅館,用拉爾夫·迪·斯潘塞的姓名登了記,租了一個房間。他靠在櫃檯上,把自己的來意告訴了那個旅館職員。他說他來艾爾摩爾是想找個地方做些買賣。這個小鎮做鞋子行業怎麼樣?他想到了鞋子行業。有沒有機會?
旅館職員被吉米的衣著和風度打動了。他本人也可以算是文爾摩爾那些還不夠格的時髦青年之一,但是現在看到了已明白差距。他一面揣摩吉米的領結是怎麼打的,一面懇切地提供了情況。
是啊,鞋子行業應該有很好的機會。當地沒有專門的鞋店,綢緞和百貨商店兼做鞋子生意。各行各業的買賣都相當好。希望斯潘塞先生能打定主意在艾爾摩爾安頓下來。他將發現住在這個小鎮上是很愉快的,居民都很好客。
斯潘塞先生認為不妨在鎮上逗留幾天,看看情形再說。不,不必叫小廝了。他自己把手提箱帶上去:箱子相當沉。
一陣突如其來的愛情之火把吉米·瓦倫汀燒成了灰燼,從灰燼中重生的鳳凰拉爾夫·斯潘塞先生在艾爾摩爾安頓下來,一帆風順。他開了一家鞋店,買賣很興隆。
在社交上,他也獲得了成功,交了許多朋友。他的願望也達到了。他結識了安娜貝爾·亞當斯小姐,越來越為她的魅力所傾倒。
一年後,拉爾夫·斯潘塞先生的情況是這樣的:他贏得了當地人士的尊敬,他的鞋店很發達,他和安娜貝爾已經決定在兩星期後結婚。亞當斯先生是個典型的、勤懇的鄉間銀行家,他很器重斯潘塞。安娜貝爾非但愛他,並且為他驕傲。他在亞當斯一家和安娜貝爾的已經出嫁的姊姊家裡都很受歡迎,仿佛他已是他們家的成員了。
一天,吉米坐在他的房間裡寫了如下的一封信,寄往他在聖路易斯的一個老朋友的可靠的位址。
親愛的老朋友:
我希望你在下星期三晚上九點鐘到小石城沙利文那裡去。我請你幫我料理一些小事。同時我想把我那套工具送給你。我知道你一定樂於接受的;複製一套的話,花一千元都不夠.喂,比利,我已經不幹那一行啦;一年前歇手的。我開了一家很好的店鋪。如今我老老實實地過活,兩星期後,我將同世界上最好的姑娘結婚。這才是生活,比利,正直的生活。現在即使給我一百萬,我也不會去碰人家的一塊錢了。結婚後,我打算把鋪子盤掉,到西部去,那裡被翻舊帳的危險比較少。我告訴你,比利,她簡直是個天使。她相信我;我怎麼也不會再幹不光明的事了。千萬到沙利文那裡去,我非見你不可,工具我隨身帶去。
你的老朋友
吉米
吉米發出這封信之後的星期一晚上,本·普賴斯乘了一輛租來的馬車悄悄到了艾爾摩爾。他不聲不響地在鎮上閒逛,終於打聽到他要知道的事情。他在斯潘塞鞋店對面的藥房裡看清了拉爾夫·迪·斯潘塞。
「你快同銀行老闆的女兒結婚了嗎,吉米?」本輕輕地自言自語說。「嘿,我還不知道呢!」
第二天早晨,吉米在亞當斯家裡吃早飯。他那天要到小石城去訂購結婚禮服,再替安娜貝爾買些好東西。那是他到艾爾摩爾後的第一次出門。自從他幹了那些專業「工作」以來,已經過去一年多了,他認為出門一次不會有什麼問題。
早飯後,家裡的人浩浩蕩蕩地一起到商業區去;亞當斯先生、安娜貝爾、吉米、安娜貝爾已出嫁的姊姊和她的兩個女兒,一個五歲,一個九歲。他們路過吉米仍舊寄住的旅館,吉米上樓到他的房間裡去拿手提箱。之後他們便去銀行。吉米的馬車停在那裡,等一會兒由多爾夫吉布森趕車送他去火車站。
大夥走進銀行營業室的雕花橡木的高柵欄裡;吉米也進去了,因為亞當斯未來的女婿是到處都受歡迎的。職員們都樂於接近那位將同安娜貝爾小姐結婚的,漂亮可親的年輕人。吉米放下手提箱。安娜貝爾充滿了幸福感和青春活潑,她戴上吉米的帽子,拎起手提箱。「我像不像一個旅行推銷員?」安娜貝爾說。「哎呀!拉爾夫,多麼沉呀!裡面好像裝滿了金磚。」
「裝著許多包鎳的鞋楦,」吉米淡淡地說,「我準備還給別人,我自己帶著,可以省掉行李費。我近來太節儉了。」
艾爾摩爾銀行最近安裝了一個新保險庫。亞當斯先生非常得意,堅持要大家見識見識。保險庫不大,但是有一扇新式的門。門上裝有一個定時鎖和三道用一個把手同時開關的鋼閂。亞當斯先生得意揚揚地把它的構造解釋給斯潘塞先生聽,斯潘塞彬彬有禮地聽著,但好像不很感興趣。那兩個小女孩,梅和愛葛莎,見了閃閃發亮的金屬以及古怪的時鐘裝置和把手,非常高興。
這時候,本·普賴斯逛了進來,胳臂肘支在櫃檯上,有意無意地向柵欄裡瞥去。他對出納員說他不要什麼,只是等一個熟人。
突然間,女人當中發出了一聲尖叫,亂成一團。在大人們沒有注意的時候,九歲的梅好奇地把愛葛莎關進保險庫,學著亞當斯先生的樣子,關上了鋼閂,扭動了暗碼盤。
老銀行家跳上前去,扳動著把手。「門打不開了。」他呻喚著說。「定時鎖沒有上,暗碼也沒有對準。」
愛葛莎的母親又歇斯底里地尖叫起來。
「噓!」亞當斯先生舉起發抖的手說,「大夥都靜一會兒。愛葛莎!」他儘量大聲地嚷道。「聽我說。」靜下來的時候,他們隱隱約約可以聽到那孩子關在漆黑的保險庫裡嚇得狂叫的聲音。
——「我的小寶貝!」她母親哀叫道。「她會嚇死的!開門!哦,把它打開!你們這些男人不能想些辦法嗎?」
「小石城才有人能打開這扇門。」亞當斯先生聲音顫抖地說。「——老天!斯潘塞,我們該怎麼辦?那孩子,她在裡面待不了多久。裡面空氣不夠,何況她要嚇壞的。」
愛葛莎的母親發瘋似地用手捶打著保險庫的門。有人甚至提議用炸藥。安娜貝爾轉向吉米,她那雙大眼睛裡充滿了焦急,但並沒有絕望的神色。對一個女人來說,她所崇拜的男人彷彿是無所不能的。
「你能想些辦法嗎,拉爾夫。試試看,好嗎?」
他瞅著她,嘴唇上和急切的眼睛裡露出一抹古怪的柔和的笑容。
「安娜貝爾,」他說,「把你戴的那朵玫瑰給我,好不好?」
她以為自己聽錯了他的話,但還是從胸襟上取下那朵玫瑰,交到他手裡。吉米把它塞進坎肩口袋,脫去上衣,捲起袖子。這一來,拉爾夫·迪·斯潘塞消失了,代替他的是吉米·瓦倫汀。
「大家從門口閃開。」他簡單地命令說。
他把手提箱往桌子上一放,打了開來。從那一刻開始,他就仿佛沒有意識到周圍的人了。他敏捷而井井有條地把那些閃亮古怪的工具擺出來,一面照他平時幹活的脾氣輕輕地吹著口哨。周圍的人屏聲靜息,一動不動地看著他,似乎都著了魔。
不出一分鐘,吉米的小鋼鑽已經順利地鑽進了鋼門。十分鐘後打破了他自己的盜竊紀錄,他打開鋼閂,拉開了門。
愛葛莎幾乎嚇癱了,但沒有任何損傷,被摟進她媽媽懷裡。
吉米·瓦倫汀穿好上衣,到柵欄外面,向前門走去。半路上,他模模糊糊聽到一個耳熟的聲音喊了一聲「拉爾夫!」但他沒有停下腳步。
門口有一個高大的人幾乎擋住了他的去路。
「喂,本!」吉米說道,臉上還帶著那種古怪的笑容。「你終於來了,是嗎?好吧,我們走。我想現在也無所謂了。」
本·普賴斯的舉動有些古怪。
「你認錯了人吧,斯潘塞先生。」他說。「別以為我認識你。那輛馬車還在等著你呢,不是嗎?」
本·普賴斯轉過身,朝街上走去。
同時也有2部Youtube影片,追蹤數超過3萬的網紅Shaun&Nick,也在其Youtube影片中提到,美國私人軍事服務公司「GlowgenDS」的技術長。從小受到父母影響而熱愛研究昆蟲,但其實是喜愛研究靈魂。 小學時曾因青梅竹馬、同時也是女朋友的愛麗西亞·克林格曼要搬家,便以針刺入其腦幹內導致死亡。但在愛麗西亞死亡那一瞬間,感覺到對方的靈魂飄入自己體內而得到巨大的快感,從此變得更愛研究靈魂。 為...
貝爾庫利法那提歐 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的最讚貼文
摩爾定律放緩 靠啥提升AI晶片運算力?
作者 : 黃燁鋒,EE Times China
2021-07-26
對於電子科技革命的即將終結的說法,一般認為即是指摩爾定律的終結——摩爾定律一旦無法延續,也就意味著資訊技術的整棟大樓建造都將出現停滯,那麼第三次科技革命也就正式結束了。這種聲音似乎是從十多年前就有的,但這波革命始終也沒有結束。AI技術本質上仍然是第三次科技革命的延續……
人工智慧(AI)的技術發展,被很多人形容為第四次科技革命。前三次科技革命,分別是蒸汽、電氣、資訊技術(電子科技)革命。彷彿這“第四次”有很多種說辭,比如有人說第四次科技革命是生物技術革命,還有人說是量子技術革命。但既然AI也是第四次科技革命之一的候選技術,而且作為資訊技術的組成部分,卻又獨立於資訊技術,即表示它有獨到之處。
電子科技革命的即將終結,一般認為即是指摩爾定律的終結——摩爾定律一旦無法延續,也就意味著資訊技術的整棟大樓建造都將出現停滯,那麼第三次科技革命也就正式結束了。這種聲音似乎是從十多年前就有,但這波革命始終也沒有結束。
AI技術本質上仍然是第三次科技革命的延續,它的發展也依託於幾十年來半導體科技的進步。這些年出現了不少專門的AI晶片——而且市場參與者相眾多。當某一個類別的技術發展到出現一種專門的處理器為之服務的程度,那麼這個領域自然就不可小覷,就像當年GPU出現專門為圖形運算服務一樣。
所以AI晶片被形容為CPU、GPU之後的第三大類電腦處理器。AI專用處理器的出現,很大程度上也是因為摩爾定律的發展進入緩慢期:電晶體的尺寸縮減速度,已經無法滿足需求,所以就必須有某種專用架構(DSA)出現,以快速提升晶片效率,也才有了專門的AI晶片。
另一方面,摩爾定律的延緩也成為AI晶片發展的桎梏。在摩爾定律和登納德縮放比例定律(Dennard Scaling)發展的前期,電晶體製程進步為晶片帶來了相當大的助益,那是「happy scaling down」的時代——CPU、GPU都是這個時代受益,不過Dennard Scaling早在45nm時期就失效了。
AI晶片作為第三大類處理器,在這波發展中沒有趕上happy scaling down的好時機。與此同時,AI應用對運算力的需求越來越貪婪。今年WAIC晶片論壇圓桌討論環節,燧原科技創始人暨CEO趙立東說:「現在訓練的GPT-3模型有1750億參數,接近人腦神經元數量,我以為這是最大的模型了,要千張Nvidia的GPU卡才能做。談到AI運算力需求、模型大小的問題,說最大模型超過萬億參數,又是10倍。」
英特爾(Intel)研究院副總裁、中國研究院院長宋繼強說:「前兩年用GPU訓練一個大規模的深度學習模型,其碳排放量相當於5台美式車整個生命週期產生的碳排量。」這也說明了AI運算力需求的貪婪,以及提供運算力的AI晶片不夠高效。
不過作為產業的底層驅動力,半導體製造技術仍源源不斷地為AI發展提供推力。本文將討論WAIC晶片論壇上聽到,針對這個問題的一些前瞻性解決方案——有些已經實現,有些則可能有待時代驗證。
XPU、摩爾定律和異質整合
「電腦產業中的貝爾定律,是說能效每提高1,000倍,就會衍生出一種新的運算形態。」中科院院士劉明在論壇上說,「若每瓦功耗只能支撐1KOPS的運算,當時的這種運算形態是超算;到了智慧型手機時代,能效就提高到每瓦1TOPS;未來的智慧終端我們要達到每瓦1POPS。 這對IC提出了非常高的要求,如果依然沿著CMOS這條路去走,當然可以,但會比較艱辛。」
針對性能和效率提升,除了尺寸微縮,半導體產業比較常見的思路是電晶體結構、晶片結構、材料等方面的最佳化,以及處理架構的革新。
(1)AI晶片本身其實就是對處理器架構的革新,從運算架構的層面來看,針對不同的應用方向造不同架構的處理器是常規,更專用的處理器能促成效率和性能的成倍增長,而不需要依賴於電晶體尺寸的微縮。比如GPU、神經網路處理器(NPU,即AI處理器),乃至更專用的ASIC出現,都是這類思路。
CPU、GPU、NPU、FPGA等不同類型的晶片各司其職,Intel這兩年一直在推行所謂的「XPU」策略就是用不同類型的處理器去做不同的事情,「整合起來各取所需,用組合拳會好過用一種武器去解決所有問題。」宋繼強說。Intel的晶片產品就涵蓋了幾個大類,Core CPU、Xe GPU,以及透過收購獲得的AI晶片Habana等。
另外針對不同類型的晶片,可能還有更具體的最佳化方案。如當代CPU普遍加入AVX512指令,本質上是特別針對深度學習做加強。「專用」的不一定是處理器,也可以是處理器內的某些特定單元,甚至固定功能單元,就好像GPU中加入專用的光線追蹤單元一樣,這是當代處理器普遍都在做的一件事。
(2)從電晶體、晶片結構層面來看,電晶體的尺寸現在仍然在縮減過程中,只不過縮減幅度相比過去變小了——而且為緩解電晶體性能的下降,需要有各種不同的技術來輔助尺寸變小。比如說在22nm節點之後,電晶體變為FinFET結構,在3nm之後,電晶體即將演變為Gate All Around FET結構。最終會演化為互補FET (CFET),其本質都是電晶體本身充分利用Z軸,來實現微縮性能的提升。
劉明認為,「除了基礎元件的變革,IC現在的發展還是比較多元化,包括新材料的引進、元件結構革新,也包括微影技術。長期賴以微縮的基本手段,現在也在發生巨大的變化,特別是未來3D的異質整合。這些多元技術的協同發展,都為晶片整體性能提升帶來了很好的增益。」
他並指出,「從電晶體級、到晶圓級,再到晶片堆疊、引線接合(lead bonding),精準度從毫米向奈米演進,互連密度大大提升。」從晶圓/裸晶的層面來看,則是眾所周知的朝more than moore’s law這樣的路線發展,比如把兩片裸晶疊起來。現在很熱門的chiplet技術就是比較典型的並不依賴於傳統電晶體尺寸微縮,來彈性擴展性能的方案。
台積電和Intel這兩年都在大推將不同類型的裸晶,異質整合的技術。2.5D封裝方案典型如台積電的CoWoS,Intel的EMIB,而在3D堆疊上,Intel的Core LakeField晶片就是用3D Foveros方案,將不同的裸晶疊在一起,甚至可以實現兩片運算裸晶的堆疊、互連。
之前的文章也提到過AMD剛發佈的3D V-Cache,將CPU的L3 cache裸晶疊在運算裸晶上方,將處理器的L3 cache大小增大至192MB,對儲存敏感延遲應用的性能提升。相比Intel,台積電這項技術的獨特之處在於裸晶間是以混合接合(hybrid bonding)的方式互連,而不是micro-bump,做到更小的打線間距,以及晶片之間數十倍通訊性能和效率提升。
這些方案也不直接依賴傳統的電晶體微縮方案。這裡實際上還有一個方面,即新材料的導入專家們沒有在論壇上多說,本文也略過不談。
1,000倍的性能提升
劉明談到,當電晶體微縮的空間沒有那麼大的時候,產業界傾向於採用新的策略來評價技術——「PPACt」——即Powe r(功耗)、Performance (性能)、Cost/Area-Time (成本/面積-時間)。t指的具體是time-to-market,理論上應該也屬於成本的一部分。
電晶體微縮方案失效以後,「多元化的技術變革,依然會讓IC性能得到進一步的提升。」劉明說,「根據預測,這些技術即使不再做尺寸微縮,也會讓IC的晶片性能做到500~1,000倍的提升,到2035年實現Zetta Flops的系統性能水準。且超算的發展還可以一如既往地前進;單裸晶儲存容量變得越來越大,IC依然會為產業發展提供基礎。」
500~1,000倍的預測來自DARPA,感覺有些過於樂觀。因為其中的不少技術存在比較大的邊際遞減效應,而且有更實際的工程問題待解決,比如運算裸晶疊層的散熱問題——即便業界對於這類工程問題的探討也始終在持續。
不過1,000倍的性能提升,的確說明摩爾定律的終結並不能代表第三次科技革命的終結,而且還有相當大的發展空間。尤其本文談的主要是AI晶片,而不是更具通用性的CPU。
矽光、記憶體內運算和神經型態運算
在非傳統發展路線上(以上內容都屬於半導體製造的常規思路),WAIC晶片論壇上宋繼強和劉明都提到了一些頗具代表性的技術方向(雖然這可能與他們自己的業務方向或研究方向有很大的關係)。這些技術可能尚未大規模推廣,或者仍在商業化的極早期。
(1)近記憶體運算和記憶體內運算:處理器性能和效率如今面臨的瓶頸,很大程度並不在單純的運算階段,而在資料傳輸和儲存方面——這也是共識。所以提升資料的傳輸和存取效率,可能是提升整體系統性能時,一個非常靠譜的思路。
這兩年市場上的處理器產品用「近記憶體運算」(near-memory computing)思路的,應該不在少數。所謂的近記憶體運算,就是讓儲存(如cache、memory)單元更靠近運算單元。CPU的多層cache結構(L1、L2、L3),以及電腦處理器cache、記憶體、硬碟這種多層儲存結構是常規。而「近記憶體運算」主要在於究竟有多「近」,cache記憶體有利於隱藏當代電腦架構中延遲和頻寬的局限性。
這兩年在近記憶體運算方面比較有代表性的,一是AMD——比如前文提到3D V-cache增大處理器的cache容量,還有其GPU不僅在裸晶內導入了Infinity Cache這種類似L3 cache的結構,也更早應用了HBM2記憶體方案。這些實踐都表明,儲存方面的革新的確能帶來性能的提升。
另外一個例子則是Graphcore的IPU處理器:IPU的特點之一是在裸晶內堆了相當多的cache資源,cache容量遠大於一般的GPU和AI晶片——也就避免了頻繁的訪問外部儲存資源的操作,極大提升頻寬、降低延遲和功耗。
近記憶體運算的本質仍然是馮紐曼架構(Von Neumann architecture)的延續。「在做處理的過程中,多層級的儲存結構,資料的搬運不僅僅在處理和儲存之間,還在不同的儲存層級之間。這樣頻繁的資料搬運帶來了頻寬延遲、功耗的問題。也就有了我們經常說的運算體系內的儲存牆的問題。」劉明說。
構建非馮(non-von Neumann)架構,把傳統的、以運算為中心的馮氏架構,變換一種新的運算範式。把部分運算力下推到儲存。這便是記憶體內運算(in-memory computing)的概念。
記憶體內運算的就現在看來還是比較新,也有稱其為「存算一體」。通常理解為在記憶體中嵌入演算法,儲存單元本身就有運算能力,理論上消除資料存取的延遲和功耗。記憶體內運算這個概念似乎這在資料爆炸時代格外醒目,畢竟可極大減少海量資料的移動操作。
其實記憶體內運算的概念都還沒有非常明確的定義。現階段它可能的內涵至少涉及到在儲記憶體內部,部分執行資料處理工作;主要應用於神經網路(因為非常契合神經網路的工作方式),以及這類晶片具體的工作方法上,可能更傾向於神經型態運算(neuromorphic computing)。
對於AI晶片而言,記憶體內運算的確是很好的思路。一般的GPU和AI晶片執行AI負載時,有比較頻繁的資料存取操作,這對性能和功耗都有影響。不過記憶體內運算的具體實施方案,在市場上也是五花八門,早期比較具有代表性的Mythic導入了一種矩陣乘的儲存架構,用40nm嵌入式NOR,在儲記憶體內部執行運算,不過替換掉了數位週邊電路,改用類比的方式。在陣列內部進行模擬運算。這家公司之前得到過美國國防部的資金支援。
劉明列舉了近記憶體運算和記憶體內運算兩種方案的例子。其中,近記憶體運算的這個方案應該和AMD的3D V-cache比較類似,把儲存裸晶和運算裸晶疊起來。
劉明指出,「這是我們最近的一個工作,採用hybrid bonding的技術,與矽通孔(TSV)做比較,hybrid bonding功耗是0.8pJ/bit,而TSV是4pJ/bit。延遲方面,hybrid bonding只有0.5ns,而TSV方案是3ns。」台積電在3D堆疊方面的領先優勢其實也體現在hybrid bonding混合鍵合上,前文也提到了它具備更高的互連密度和效率。
另外這套方案還將DRAM刷新頻率提高了一倍,從64ms提高至128ms,以降低功耗。「應對刷新率變慢出現拖尾bit,我們引入RRAM TCAM索引這些tail bits」劉明說。
記憶體內運算方面,「傳統運算是用布林邏輯,一個4位元的乘法需要用到幾百個電晶體,這個過程中需要進行資料來回的移動。記憶體內運算是利用單一元件的歐姆定律來完成一次乘法,然後利用基爾霍夫定律完成列的累加。」劉明表示,「這對於今天深度學習的矩陣乘非常有利。它是原位的運算和儲存,沒有資料搬運。」這是記憶體內運算的常規思路。
「無論是基於SRAM,還是基於新型記憶體,相比近記憶體運算都有明顯優勢,」劉明認為。下圖是記憶體內運算和近記憶體運算,精準度、能效等方面的對比,記憶體內運算架構對於低精準度運算有價值。
下圖則總結了業內主要的一些記憶體內運算研究,在精確度和能效方面的對應關係。劉明表示,「需要高精確度、高運算力的情況下,近記憶體運算目前還是有優勢。不過記憶體內運算是更新的技術,這幾年的進步也非常快。」
去年阿里達摩院發佈2020年十大科技趨勢中,有一個就是存算一體突破AI算力瓶頸。不過記憶體內運算面臨的商用挑戰也一點都不小。記憶體內運算的通常思路都是類比電路的運算方式,這對記憶體、運算單元設計都需要做工程上的考量。與此同時這樣的晶片究竟由誰來造也是個問題:是記憶體廠商,還是數文書處理器廠商?(三星推過記憶體內運算晶片,三星、Intel垂直整合型企業似乎很適合做記憶體內運算…)
(2)神經型態運算:神經型態運算和記憶體內運算一樣,也是新興技術的熱門話題,這項技術有時也叫作compute in memory,可以認為它是記憶體內運算的某種發展方向。神經型態和一般神經網路AI晶片的差異是,這種結構更偏「類人腦」。
進行神經型態研究的企業現在也逐漸變得多起來,劉明也提到了AI晶片「最終的理想是在結構層次模仿腦,元件層次逼近腦,功能層次超越人腦」的「類腦運算」。Intel是比較早關注神經型態運算研究的企業之一。
傳說中的Intel Loihi就是比較典型存算一體的架構,「這片裸晶裡面包含128個小核心,每個核心用於模擬1,024個神經元的運算結構。」宋繼強說,「這樣一塊晶片大概可以類比13萬個神經元。我們做到的是把768個晶片再連起來,構成接近1億神經元的系統,讓學術界的夥伴去試用。」
「它和深度學習加速器相比,沒有任何浮點運算——就像人腦裡面沒有乘加器。所以其學習和訓練方法是採用一種名為spike neutral network的路線,功耗很低,也可以訓練出做視覺辨識、語言辨識和其他種類的模型。」宋繼強認為,不採用同步時脈,「刺激的時候就是一個非同步電動勢,只有工作部分耗電,功耗是現在深度學習加速晶片的千分之一。」
「而且未來我們可以對不同區域做劃分,比如這兒是視覺區、那兒是語言區、那兒是觸覺區,同時進行多模態訓練,互相之間產生關聯。這是現在的深度學習模型無法比擬的。」宋繼強說。這種神經型態運算晶片,似乎也是Intel在XPU方向上探索不同架構運算的方向之一。
(2)微型化矽光:這個技術方向可能在層級上更偏高了一些,不再晶片架構層級,不過仍然值得一提。去年Intel在Labs Day上特別談到了自己在矽光(Silicon Photonics)的一些技術進展。其實矽光技術在連接資料中心的交換機方面,已有應用了,發出資料時,連接埠處會有個收發器把電訊號轉為光訊號,透過光纖來傳輸資料,另一端光訊號再轉為電訊號。不過傳統的光收發器成本都比較高,內部元件數量大,尺寸也就比較大。
Intel在整合化的矽光(IIIV族monolithic的光學整合化方案)方面應該是商業化走在比較前列的,就是把光和電子相關的組成部分高度整合到晶片上,用IC製造技術。未來的光通訊不只是資料中心機架到機架之間,也可以下沉到板級——就跟現在傳統的電I/O一樣。電互連的主要問題是功耗太大,也就是所謂的I/O功耗牆,這是這類微型化矽光元件存在的重要價值。
這其中存在的技術挑戰還是比較多,如做資料的光訊號調變的調變器調變器,據說Intel的技術使其實現了1,000倍的縮小;還有在接收端需要有個探測器(detector)轉換光訊號,用所謂的全矽微環(micro-ring)結構,實現矽對光的檢測能力;波分複用技術實現頻寬倍增,以及把矽光和CMOS晶片做整合等。
Intel認為,把矽光模組與運算資源整合,就能打破必須帶更多I/O接腳做更大尺寸處理器的這種趨勢。矽光能夠實現的是更低的功耗、更大的頻寬、更小的接腳數量和尺寸。在跨處理器、跨伺服器節點之間的資料互動上,這類技術還是頗具前景,Intel此前說目標是實現每根光纖1Tbps的速率,並且能效在1pJ/bit,最遠距離1km,這在非本地傳輸上是很理想的數字。
還有軟體…
除了AI晶片本身,從整個生態的角度,包括AI感知到運算的整個鏈條上的其他組成部分,都有促成性能和效率提升的餘地。比如這兩年Nvidia從軟體層面,針對AI運算的中間層、庫做了大量最佳化。相同的底層硬體,透過軟體最佳化就能實現幾倍的性能提升。
宋繼強說,「我們發現軟體最佳化與否,在同一個硬體上可以達到百倍的性能差距。」這其中的餘量還是比較大。
在AI開發生態上,雖然Nvidia是最具發言權的;但從戰略角度來看,像Intel這種研發CPU、GPU、FPGA、ASIC,甚至還有神經型態運算處理器的企業而言,不同處理器統一開發生態可能更具前瞻性。Intel有個稱oneAPI的軟體平台,用一套API實現不同硬體性能埠的對接。這類策略對廠商的軟體框架構建能力是非常大的考驗——也極大程度關乎底層晶片的執行效率。
在摩爾定律放緩、電晶體尺寸微縮變慢甚至不縮小的前提下,處理器架構革新、異質整合與2.5D/3D封裝技術依然可以達成1,000倍的性能提升;而一些新的技術方向,包括近記憶體運算、記憶體內運算和微型矽光,能夠在資料訪存、傳輸方面產生新的價值;神經型態運算這種類腦運算方式,是實現AI運算的目標;軟體層面的最佳化,也能夠帶動AI性能的成倍增長。所以即便摩爾定律嚴重放緩,AI晶片的性能、效率提升在上面提到的這麼多方案加持下,終將在未來很長一段時間內持續飛越。這第三(四)次科技革命恐怕還很難停歇。
資料來源:https://www.eettaiwan.com/20210726nt61-ai-computing/?fbclid=IwAR3BaorLm9rL2s1ff6cNkL6Z7dK8Q96XulQPzuMQ_Yky9H_EmLsBpjBOsWg
貝爾庫利法那提歐 在 敏迪選讀 Facebook 的最佳貼文
這週的天災新聞真的是排隊寫都寫不完。
前天才寫西歐百年洪災,沒想到昨天又看到中國河南千年級的暴雨,至少12人死亡。但我今天就先不寫中國了,我想台灣應該有很多報導(或社群媒體上也有消息)。我要寫的是遠在非洲的「人禍」,南非暴動。
#南非共和國大規模暴力洗劫
南非共和國,這個非洲大陸南端經濟表現最好的國家,最近的股市可能要跌到南極去了。在東南方的祖魯那他省(Kwazulu-Natal),爆發近年來最大暴動。成千上萬人洗劫商場、店家,破壞當地公共設施、封堵高速公路,甚至連學校、醫院、工廠,管你國營民營,通通都被攻擊。
暴動規模之大,簡直把整個城市都翻過來了。而且因為道路被封,基本生活用品供應鏈中斷,又更加劇了洗劫行為,大家擔心之後沒存糧,就連良民也上街爭搶物資。媒體甚至拍到,甚至有兒童衝進去被撬開的肉舖冷凍庫,跟著大人扛著一堆冷凍肉品衝出來。
最難過的事情就是,人民在洗劫爭搶的過程中,爆發了嚴重的踩踏事件,直接有人被踩死。還有個媽媽因為住家公寓樓下的零售店被放火,情急之下只好把嬰兒從家裡往外拋,還好外面的路人有接住,孩子最後沒事。(但這是什麼荒唐的畫面啊!)另外也發生路邊的ATM爆炸事件,或是零星的槍擊,目前總共造成超過200人死亡。
#暴動原因是前總統入獄
會爆發這麼嚴重的暴動,最一開始是因為前總統支持者對當局政府的不滿。發生什麼事呢?我們先來介紹一下南非這個國家。
南非共和國,位於非洲最南端,是非洲前三大經濟體,僅次於奈及利亞和埃及。擁有全非洲最現代化的基礎建設,被聯合國列為高人類發展指數國家,更是G20當中唯一一個非洲國家。1948到1994年間實行嚴格的種族隔離制度,最後由第一任全面民選的總統曼德拉廢除,曼德拉也因此獲得諾貝爾和平獎,被譽為世界上最受尊重的政治家之一。在曼德拉之後,南非陸續選出第二、第三屆總統。而今天的主角朱瑪(Jacob Zuma),就是南非第四任民選總統,而且一當就是九年。
朱瑪的任職期間為2009年到2018年,這段期間,他帶領的南非經濟狀況一直未見起色。我們小時候常聽到「金磚五國」(BRICS),其中最後一個S就是南非。當時2006年,大家都說這五國經濟會飛天,結果被點名的國家只有中國飛天,其他不是還在跑道上滑行,就是像南非這樣又嚕回去停機坪。
朱瑪在任期間,南非的GDP增長率從過往的5%,一路退到3%、2%,最後落到1%以下。然後南非的失業率是全世界有數據的國家中最慘的!我們常聽到經濟部說什麼失業率要維持在2%以下,就知道失業率2%大概是個健康的數字。那你知道南非的失業率多少嗎?
朱瑪上任時,失業率高達22%!
而且在他2018年下台時,這個數字來到了27%。你想像一下,在高度發展的城市南非城市裡,每四個人就有一人失業,那會引發多少社會問題。雪上加霜的是,南非已經算是整個撒哈拉沙漠以南經濟表現最好的國家了,所以近年來又吸引大量移民,跑進來爭搶工作機會,反倒衍生激烈的族群衝突。
朱瑪不僅施政做的不怎麼樣,還不斷爆發貪污醜聞。他在擔任副總統期間就被控收賄19萬美元,還被懷疑收了一家法國軍火商的賄賂,傳說金額相當高。後來當上了總統,又持續傳出貪汙消息。所以朱瑪九年任期內陸陸續續糟到國會提出9次不信任案,但每次都熬過(九命怪貓4ni?)最後在2018年,被自己的政黨逼宮,要他主動辭職。
所以其實朱瑪的任期是沒有做完的。最後在自己的副手拉瑪佛沙(Cyril Ramaphosa)的回馬槍下,黯然離開總統府。而拉瑪佛沙也如願以償,登上他期盼已久的總統大位。
這次的暴動,就是因為南非憲法法院在6月29日做出判決,說朱瑪今年沒有出庭應訊(他過往的貪腐案),被判藐視法庭罪,要入獄15個月。原本朱瑪不認罪,還對支持者喊話,說自己遭到未審先判。結果7月7號,警方正準備要上門逮捕他時,朱瑪主動開車到警察局自首了。
朱瑪自首後,支持者超爆生氣。於是引發了我們剛剛說的祖魯那他省暴動。因為祖魯那他省就是朱瑪的故鄉,他在這裡可是「民族英雄」啊。(如果以後我做錯什麼事,希望我家鄉岡山不要暴動)(前提是得先成為岡山之光吧等等)
但一路演變至今,也不知道到底是支持者在抗議,還是純粹有些人見獵心喜,想去大賣場搶免費的東西。又或者現任總統拉瑪佛沙說,有「有心份子」混入人群,故意製造混亂?目前南非的情況非常嚴重,200人死亡不是件小事耶。而且也因為這樣,嚴重影響不鏽鋼原料錳鉻出口。南非做為非洲大陸最重要經濟體之一,這個動盪恐怕會引發蝴蝶效應了。
最後給大家看一個數據,根據金管會截至6月底統計,台灣人持有南非幣計價的境內外基金規模達2,956億元,僅次於美元。我昨天問朋友,為什麼台灣人這麼愛買南非基金。朋友說銀行理專都在推這個,因為過去南非幣的定存非常高,有7%。但現在南非動盪,遭到洗劫和縱火損失的經濟價值已經超過上百億美金,(據說光是三星的電器廠就損失上千萬)
聽敏迪一個勸,這種你很少關注、也不熟悉其政治經濟的新興市場,就別去一窩蜂跟著別人冒險了。盡量都買自己有研究、熟悉的標的。你真的理解了,再把資本投入,至少崩跌時你腳還沒麻,可以跑得比別人快啦。
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今天文章的參考資料和影片放在這裡
https://www.mindiworldnews.com/20210722-2/
貝爾庫利法那提歐 在 Shaun&Nick Youtube 的最佳貼文
美國私人軍事服務公司「GlowgenDS」的技術長。從小受到父母影響而熱愛研究昆蟲,但其實是喜愛研究靈魂。
小學時曾因青梅竹馬、同時也是女朋友的愛麗西亞·克林格曼要搬家,便以針刺入其腦幹內導致死亡。但在愛麗西亞死亡那一瞬間,感覺到對方的靈魂飄入自己體內而得到巨大的快感,從此變得更愛研究靈魂。
為了研究無痛楚死亡使靈魂不會消失並脫離肉體,在SAO事件發生後曾花了大筆金錢透過黑市購買SAO犧牲者的NERvGear,請工程師改造內部構造後,綁架無辜平民並強迫其戴上,使其因NERvGear發出的超強力電磁波而死亡。但這方法因為受綁架者內心的恐懼,導致靈魂在脫離後無法滯留在人間而失敗。
SAO事件發生後,想要綁架攻略組的成員進行靈魂脫離的實驗。
事實上是詩乃提到的第1屆和第4屆BoB大賽冠軍「Satorizer(サトライザー,Subtilizer)」。因詩乃抵死不從的態度而對其產生強烈興趣,甚至花了許多心力調查詩乃的真實身分。
接到NSA的委託,得知日本自衛隊在海上的研究設施Ocean Turtle和Soul Translator的相關情報。因之前研究靈魂接連失敗,而對STL和人工搖光產生極大的興趣,表面上同意並加入Ocean Turtle襲擊行動,私下策劃行動結束後將其餘人員滅口並帶著Light Cube藏身於第三世界國家。
帶領包括自己在內共12名突襲隊員佔領Ocean Turtle且成功取得主控制室的STL,副控制室的STL則由RATH研究員掌控。為捕獲愛麗絲以超級帳號04「闇神貝庫達(闇神ベクタ)」登入Underworld,身兼闇之國初代皇帝。與突襲隊員於UW集結闇之國五萬兵力,於現實世界集結五萬名VRMMO美國玩家、四萬名VRMMO中國及韓國玩家以「暗黑騎士」帳號登入UW,發動對人界的全面戰爭。
由於原本的超級帳號被騎士長貝爾庫利捨身一擊打倒而無法使用,隨後將其在GGO的帳號轉移後重新加入戰場。
在與桐人交戰時,被桐人的二刀流劍技「星爆氣流斬」及尤吉歐殘餘搖光記憶追加藍薔薇之劍一擊,並加上UW世界萬人的心念被強行灌輸身體造成分裂而沖天爆體擊倒(強制登出),使Underworld戰爭結束。
回到現實世界後,與桐人戰鬥後因其搖光受到大量資訊衝擊而精神受損,於精神彌留之際見到親手殺死過的無數生命變化為包括愛麗西亞在內的怨靈前來索命,心生強烈恐懼隨即靈魂崩壞而死。
#SAO #刀劍神域 #Subtilizer
貝爾庫利法那提歐 在 Shaun&Nick Youtube 的精選貼文
桐人與尤吉歐在爬樓梯時遇見的雙人組整合騎士之一。是在最高司祭亞多米尼史特蕾達的復活神聖術實驗中存活下來的兩人其中之一,擁有極高的殺人技巧,在殺死前任整合騎士29號後強迫元老任命其為見習整合騎士。由於出生於中央聖堂而沒有接受「合成祕儀」修改記憶,但天命仍遭到凍結而停留在小女孩的狀態。
對桐人下毒的目的是為了在50層埋伏的法那提歐及四旋劍面前殺死兩人,以獲得神器和飛龍。
實際上在下手前就已被桐人警覺識破,桐人假裝中毒,待雙人組拖著桐人與尤吉歐抵達50層後趁機取走毒劍,劃傷雙人組手臂使其中毒倒地。
待桐人與法那提歐對決結束後,尤吉歐以桐人取自雙人組的解毒劑為其解毒。
在Alicization Underworld 大戰篇中,從騎士長貝爾庫利口中得知最高司祭和元老長殞命的消息、元老院的真相、最高司祭企圖犧牲約一半人界的人民來量產巨劍魔像的計劃後大受打擊,得知闇之國即將入侵的情況後跟其他整合騎士一起著手整頓人界防衛事宜。在東之大門的防衛戰中,跟謝達和里涅爾一起擔任人界守備軍第二部隊右翼位置的指揮官。
#SAO #刀劍神域 #費賽爾