谷歌公司在2017年度創(chuàng)新大會(huì)上（Google I/O 2017）展示了第二代人工智能專用處理器（TPU），其強(qiáng)大性能引起軍方和軍工企業(yè)高度關(guān)注。與第一代產(chǎn)品相比，第二代TPU將利用云環(huán)境部署，計(jì)算速度可達(dá)11.5千萬(wàn)億次/秒，與目前超級(jí)計(jì)算機(jī)的性能水平相當(dāng)，但平均功耗僅為超級(jí)計(jì)算機(jī)的數(shù)十萬(wàn)分之一。美國(guó)防部和空軍研究實(shí)驗(yàn)室已和谷歌探討利用TPU，增強(qiáng)美國(guó)無(wú)人系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力和智能化水平。

基本情況

谷歌展示的第二代TPU屬于“專用特定用途集成電路”芯片，主頻為700兆赫茲，每組功耗為40瓦（含4個(gè)TPU芯片及外圍控制電路）。該芯片針對(duì)人工智能領(lǐng)域的深度搜索、集群訓(xùn)練等計(jì)算進(jìn)行了指令集優(yōu)化，其計(jì)算速度為同期“中央處理器”（CPU）的71倍、“圖形處理器”（GPU）的23倍。第二代TPU主要以云端方式提供服務(wù)，即客戶通過(guò)購(gòu)買權(quán)限的方式接入谷歌云環(huán)境，使用TPU資源進(jìn)行在線運(yùn)算和處理。

美國(guó)防部對(duì)TPU在人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的突出性能表現(xiàn)出極大興趣，已與谷歌探討未來(lái)使用TPU部署“軍事云2.0”，以增強(qiáng)美軍無(wú)人系統(tǒng)的協(xié)同作戰(zhàn)能力。美空軍研究實(shí)驗(yàn)室就TPU在軍用無(wú)人機(jī)智能化組網(wǎng)、協(xié)同行動(dòng)等方面的應(yīng)用與谷歌進(jìn)行了研討。針對(duì)軍方等具有特殊需求的用戶，谷歌可提供離線版本的TPU板卡。今年5月，“阿爾法狗”和柯潔的圍棋大戰(zhàn)中，谷歌就使用離線版本的二代TPU系統(tǒng)，其性能已完全媲美2016年與李世石對(duì)戰(zhàn)時(shí)使用的在線版本。

影響分析

目前，美軍正致力于構(gòu)建覆蓋陸、海、空及太空等作戰(zhàn)域的無(wú)人體系，新一代TPU的發(fā)展和未來(lái)應(yīng)用，將使美軍無(wú)人系統(tǒng)具備更強(qiáng)大的智能化作戰(zhàn)能力。

一是增強(qiáng)無(wú)人裝備作戰(zhàn)能力。美軍現(xiàn)有無(wú)人裝備的智能化程度受限于芯片的處理能力，仍然以人工輔助操控方式為主。第二代TPU的強(qiáng)大計(jì)算能力，將有助于美軍采用無(wú)人值守的方式，遂行無(wú)人/有人系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)、地面特種作戰(zhàn)機(jī)器人編隊(duì)、多種類無(wú)人系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)（無(wú)人機(jī)、地面機(jī)器人、水下機(jī)器人等）、智能化戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知網(wǎng)絡(luò)、天地協(xié)同態(tài)勢(shì)感知等任務(wù)。

二是助推美軍云計(jì)算戰(zhàn)略實(shí)施。第二代TPU性能強(qiáng)大、功耗較低、可分布式部署、對(duì)場(chǎng)地和使用環(huán)境要求寬松，具有較大應(yīng)用潛力，完全滿足未來(lái)美軍云環(huán)境部署需要，因此，美國(guó)防部已經(jīng)開(kāi)始探索TPU應(yīng)用于“軍事云2.0”，以增強(qiáng)美軍的軍用計(jì)算能力。

文/高原 來(lái)源：中國(guó)國(guó)防科技信息中心

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