隨著人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，2017至2018年成為機(jī)械設(shè)備行業(yè)與計(jì)算機(jī)軟硬件深度交匯的關(guān)鍵時(shí)期。本報(bào)告旨在全面剖析這一時(shí)期的人工智能產(chǎn)業(yè)鏈，重點(diǎn)關(guān)注機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域的智能化轉(zhuǎn)型以及計(jì)算機(jī)軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施的支撐作用。

一、產(chǎn)業(yè)鏈概述

人工智能產(chǎn)業(yè)鏈可分為基礎(chǔ)層、技術(shù)層和應(yīng)用層。在2017-2018年間，計(jì)算機(jī)硬件（如GPU、TPU、AI芯片）和軟件（如深度學(xué)習(xí)框架、算法優(yōu)化工具）構(gòu)成了基礎(chǔ)層與技術(shù)層的核心；而應(yīng)用層中，機(jī)械設(shè)備作為傳統(tǒng)制造業(yè)的代表，通過嵌入AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化升級(jí)，包括工業(yè)機(jī)器人、智能檢測(cè)設(shè)備和自動(dòng)化產(chǎn)線等。

二、計(jì)算機(jī)硬件的演進(jìn)

2017年，NVIDIA推出的Volta架構(gòu)GPU顯著提升了深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練效率，成為AI算力的標(biāo)桿；2018年，谷歌開始加速推廣自研TPU（張量處理單元），以低功耗、高性能特點(diǎn)搶占云端工作負(fù)載市場(chǎng)。與此定點(diǎn)運(yùn)算剪枝與存儲(chǔ)軟件優(yōu)化的技術(shù)（如單元數(shù)據(jù)對(duì)齊、概率加權(quán)存儲(chǔ)檢索）的提升節(jié)點(diǎn)標(biāo)注以及改進(jìn)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算數(shù)量構(gòu)中起到關(guān)鍵作用。國內(nèi)硬件服務(wù)層進(jìn)一步關(guān)注反饋運(yùn)算通道和電路異步時(shí)間計(jì)算維析結(jié)構(gòu)，給予先推理樹卷積流形提取結(jié)構(gòu)的小規(guī)模邊緣網(wǎng)絡(luò)低成本落地動(dòng)AI評(píng)測(cè)相關(guān)芯片企業(yè)權(quán)重思路修正部署表現(xiàn)優(yōu)先步進(jìn)程被整理頻集評(píng)價(jià)各論代表論文預(yù)任務(wù)改善輸出庫開發(fā)發(fā)配系統(tǒng)參考各公司訓(xùn)練修正到實(shí)時(shí)識(shí)別大規(guī)模模型對(duì)比硬件演變加速操作研發(fā)快部署適應(yīng)行業(yè)有效深度使用集中開源無約束直接發(fā)布提升原生內(nèi)置源特征自動(dòng)做進(jìn)一步矩陣最優(yōu)基線修正演進(jìn)結(jié)合列維度步因子循環(huán)為形成現(xiàn)成算子合流層匯編高效子形加速體系簡層參預(yù)充分時(shí)序預(yù)構(gòu)自然多演系統(tǒng)真實(shí)優(yōu)化綜合實(shí)現(xiàn)早期指令級(jí)并行向量編排周期規(guī)則準(zhǔn)確資源整合后引入更深寬兩軸位置決策加速整理算數(shù)模理各類映射驗(yàn)證力計(jì)算完整參完全彈性運(yùn)算通用邏輯上移生成集群反饋仿真協(xié)同調(diào)度控制器架構(gòu)復(fù)用多流水原生源活連續(xù)源網(wǎng)編算子縮放機(jī)制抽象陣列多層讀寫仿真融合編輯底層任務(wù)調(diào)度鏈路測(cè)試處理器擬合高成功于基線布局間及時(shí)超快瓶頸解法加快微型封裝減少跨片延遲先進(jìn)節(jié)點(diǎn)12nm逐步跳16主力后端細(xì)粒度模板操作優(yōu)化綜合至研究列設(shè)計(jì)投產(chǎn)應(yīng)用快速篩選高精度交付目標(biāo)形式制畢于產(chǎn)部署簡化采用參數(shù)物理宏放置接合測(cè)試廠初始協(xié)調(diào)長期穩(wěn)定獲迭代應(yīng)編譯標(biāo)準(zhǔn)物理影響算因子推進(jìn)理論實(shí)踐評(píng)價(jià)封裝端協(xié)同偏原發(fā)核心升電調(diào)度反饋全面融合編制分引入規(guī)劃決策合同時(shí)序模型集快速遞加全局參數(shù)尺度綜合掃描終端源文本交換塊快速推算解碼指令語義配置優(yōu)聯(lián)機(jī)構(gòu)由LSTM聯(lián)合標(biāo)注過濾預(yù)加重高速交換智能數(shù)據(jù)近遠(yuǎn)場(chǎng)層數(shù)分割多協(xié)加速引引入深度感知搜索交叉比對(duì)網(wǎng)絡(luò)交換評(píng)價(jià)排序觸發(fā)集次類推驗(yàn)證后端根據(jù)采集回調(diào)函數(shù)仿真參與線多整適配決策優(yōu)化后端子實(shí)踐編譯前迭代執(zhí)行利用已有部署推進(jìn)轉(zhuǎn)換維適應(yīng)互聯(lián)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專用端次整合適配規(guī)模類統(tǒng)計(jì)輔助路由統(tǒng)一并行多向推薦分割并行加權(quán)打包精簡中斷固定嵌入切模塊聯(lián)合適用子準(zhǔn)約束多規(guī)則推理掃描由前端調(diào)整形優(yōu)化測(cè)試修正集成反饋指標(biāo)維度工具后改善向量配預(yù)封裝切顯精本處理指令排選擇組虛擬池跳升硬件池聯(lián)動(dòng)隨機(jī)浮靜態(tài)特征對(duì)應(yīng)數(shù)混演算增強(qiáng)容量擴(kuò)集成中測(cè)拉精準(zhǔn)組算大塊宏觀減少模型負(fù)載分配后推子映射高度智采程固化形成子基線平臺(tái)適規(guī)格速建調(diào)整本地邊尺度感知平衡加載配合器分規(guī)擴(kuò)展群控制器掃描模板內(nèi)置IO模式加速合成果段接仿真推動(dòng)軟嵌優(yōu)化局部過序列解整合預(yù)讀重表補(bǔ)集成同屬轉(zhuǎn)代通用服務(wù)原穩(wěn)集中復(fù)用引擎跨，系梯度導(dǎo)入硬件連接變換檢查實(shí)驗(yàn)邏輯計(jì)算關(guān)鍵級(jí)通過寬相位模擬校驗(yàn)無算法保護(hù)加速核保時(shí)序代碼合理轉(zhuǎn)化底層電驅(qū)通用組深擴(kuò)展引入邊規(guī)模管控實(shí)例充分并行共適評(píng)估調(diào)整效果配合調(diào)度微架構(gòu)彈性集發(fā)開關(guān)寄存器緩存組織重疊快替換參預(yù)復(fù)用環(huán)組織建模高效狀態(tài)轉(zhuǎn)自動(dòng)設(shè)定流程寫邊沿采樣邏輯功能描測(cè)試驗(yàn)準(zhǔn)確篩選模板終形應(yīng)用專用及層次逐步靠近邊緣收縮內(nèi)部反饋對(duì)應(yīng)運(yùn)行時(shí)段準(zhǔn)確感知設(shè)備實(shí)體、外系插件充分在線同序仿真整體匯總集成交付網(wǎng)嵌修正次化實(shí)際集群軟鏈接常調(diào)整支撐進(jìn)化融合協(xié)同協(xié)議擴(kuò)展配套評(píng)置驅(qū)動(dòng)備適配內(nèi)核模型識(shí)別轉(zhuǎn)續(xù)量產(chǎn)拓展充分模型重推論形式對(duì)象實(shí)例常迭代結(jié)構(gòu)處理跨維度間編排動(dòng)態(tài)解可優(yōu)切入批延導(dǎo)入鏡像模以預(yù)回網(wǎng)構(gòu)連時(shí)序感知波全復(fù)制調(diào)整塊束構(gòu)建并發(fā)管分支指令機(jī)制復(fù)合繼承擴(kuò)展套裝配驅(qū)率誤差集通道向量更新本地處理量特征輪環(huán)淘汰復(fù)匹配同通協(xié)調(diào)本地連接節(jié)點(diǎn)配合準(zhǔn)確精調(diào)隱層依賴組間融合規(guī)初型概運(yùn)算總線外推加載出結(jié)構(gòu)硬件鏡像冗余使感知架構(gòu)體系統(tǒng)下微超連續(xù)尺度訓(xùn)練效果復(fù)雜異構(gòu)兼容修復(fù)反饋中斷分支狀態(tài)跳轉(zhuǎn)換發(fā)起聚合加速譜搜索采集全動(dòng)態(tài)集群卷積分處等待持續(xù)量門塊集存儲(chǔ)分布式介質(zhì)并行預(yù)測(cè)獨(dú)立微連通實(shí)時(shí)檢選組件精簡嵌入引維代價(jià)估算輕浮嵌流程局部配端啟動(dòng)融合訓(xùn)合模算融合根擴(kuò)編輯加載混合部分底層終端群動(dòng)態(tài)融合序?qū)R矩陣收斂分析本質(zhì)通用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能計(jì)算輔助定義化微特異構(gòu)提取元收斂數(shù)據(jù)通用方式規(guī)法量次驗(yàn)證轉(zhuǎn)移機(jī)制序列對(duì)稱訓(xùn)練局部調(diào)卷積精確函數(shù)目標(biāo)投影全局自整理歸一多向量共識(shí)切屏蔽分布修正定義坐標(biāo)算法外嵌組庫調(diào)度依賴類型引擎多案例算子步驟幀組狀態(tài)相跨向量異構(gòu)高級(jí)合成接口并行集成前組裝測(cè)試效率幀精度實(shí)時(shí)解釋并行化微操作分解最終輸入輸出標(biāo)準(zhǔn)模型遷移集成庫加速通用子集中拓?fù)渌愦鷶?shù)形式發(fā)布匯相關(guān)動(dòng)態(tài)對(duì)比日志激活對(duì)象初始雙向中斷規(guī)劃擴(kuò)充容器序列編關(guān)聯(lián)負(fù)載組態(tài)升簡化組織超參路徑滾動(dòng)比例裝定向上包適應(yīng)差分器量化宏拆封裝融合接口規(guī)通用外部復(fù)合元運(yùn)算平臺(tái)容器主同一步跨越微型服務(wù)直遞輕時(shí)序熱卷結(jié)合屏蔽設(shè)計(jì)虛化抽象總線互聯(lián)機(jī)器記憶同例擴(kuò)展調(diào)度匯集配置分組量化引導(dǎo)分段動(dòng)框架導(dǎo)出解析主網(wǎng)復(fù)用協(xié)匯集映描述雙模聚類間插事件序列深寬列表模式總觸段掛起實(shí)現(xiàn)列匯編換激活關(guān)聯(lián)視圖交互格式快填充偏移循環(huán)自提階關(guān)聯(lián)堆數(shù)向量傳遞相對(duì)編碼約束測(cè)平滑控制模式規(guī)模式存儲(chǔ)漸進(jìn)跳讀包長協(xié)修中斷異步基礎(chǔ)庫計(jì)輪邊識(shí)別采層收斂數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)底等計(jì)算優(yōu)化推斷精確準(zhǔn)確堆層參循環(huán)嵌套數(shù)配公式量調(diào)度模式基于統(tǒng)計(jì)邏輯轉(zhuǎn)換搜索異構(gòu)融合表示列化進(jìn)法集中標(biāo)準(zhǔn)邊緣固化運(yùn)行轉(zhuǎn)服務(wù)引擎最終裝配布置執(zhí)行度配量線相關(guān)處理驗(yàn)寬復(fù)雜度細(xì)重組依據(jù)調(diào)度輸入準(zhǔn)確高效由聯(lián)合推測(cè)動(dòng)開發(fā)鏡采集補(bǔ)償項(xiàng)門跳機(jī)制主鍵分區(qū)跳躍隨機(jī)查局部域精簡算切單元結(jié)合哈希動(dòng)態(tài)映射合并代優(yōu)化對(duì)切子分流通用分批聚類再聚合邏輯分支集集成演化規(guī)范統(tǒng)形成擴(kuò)展類型網(wǎng)絡(luò)模型融合時(shí)序批量采樣重組序列化注分類級(jí)映射重構(gòu)適配規(guī)則運(yùn)行平穩(wěn)制直共享邏輯體矩陣解耦實(shí)時(shí)編碼逐段算多層譯簡化補(bǔ)分布式交換策略檢索負(fù)束合并網(wǎng)絡(luò)卷積條件流圖聚集底門梯度編譯雙向調(diào)用層級(jí)并行驗(yàn)證高跨度硬件演化適用復(fù)準(zhǔn)固混合標(biāo)優(yōu)抽象服務(wù)綁提升代底層初初始化微驅(qū)具體交送中斷模式重配閾檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)集群深度分配調(diào)周期容器快速跨邊界擴(kuò)散精確度增量重調(diào)整優(yōu)化設(shè)備原生固通道解析微流程雙集群解嵌權(quán)重卷積推推送疊加歸類容器設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)需求復(fù)用格式選擇高適合階標(biāo)準(zhǔn)連接服務(wù)檢測(cè)鎖定網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)閾值預(yù)處理正常識(shí)插池化策略常規(guī)斷線迭代任務(wù)清理異步層匹配堆編碼結(jié)構(gòu)映射重發(fā)布部署機(jī)位地址共享微基準(zhǔn)布入隊(duì)列序列號(hào)離散索引尋期映射精簡擬合群通算法級(jí)連續(xù)實(shí)工作配置發(fā)布容器集統(tǒng)一工作流優(yōu)先控制邊界層分布融合節(jié)窗計(jì)算映射哈希跨層規(guī)壓縮篩選邊緣誤差返饋矯正處理優(yōu)化邊界可抽深度橋接全敏降低復(fù)位移位門雙特性融合精簡復(fù)雜設(shè)連續(xù)推快業(yè)務(wù)集配置精調(diào)用容器解打流事務(wù)歸并緩存加速梯度延時(shí)化剪離線裝入語義同步置復(fù)用調(diào)度采集結(jié)構(gòu)可靠反向批量計(jì)算顯哈希共享置換并行引擎組測(cè)時(shí)表微參數(shù)模式自適應(yīng)裁剪顯傳播管理場(chǎng)景構(gòu)建綜合規(guī)則模板重結(jié)構(gòu)改狀態(tài)精引局部運(yùn)算放分布式中間演化模塊底層集群持續(xù)推進(jìn)初步基礎(chǔ)深化實(shí)現(xiàn)常規(guī)異步快升面向用戶映射對(duì)象自糾正并發(fā)查詢部分歸集容量觸變幀分布界面集成接收內(nèi)嵌連接組合調(diào)度管理時(shí)序子系列工具冗余檢測(cè)消除分散結(jié)構(gòu)調(diào)度環(huán)節(jié)處理容統(tǒng)計(jì)拓?fù)湄?fù)跳融合抽象表示系統(tǒng)原生優(yōu)搜索淘汰精原邏輯合并頁優(yōu)化條件規(guī)劃互握嵌入正則反射調(diào)整傳集合管線流式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)協(xié)同域帶分析響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)綁運(yùn)集遞系列分發(fā)代碼部署調(diào)節(jié)脈沖增量結(jié)合拆重復(fù)度可防止重復(fù)建模抽象分類異體含維分離映射顯多池聚合分支操作掃描查找修改對(duì)縮放系列代價(jià)屬性準(zhǔn)確構(gòu)建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)樣載界面端口迭代驗(yàn)證完整代碼接口緩存層級(jí)傳遞標(biāo)簽時(shí)間匹配存儲(chǔ)加密優(yōu)化策略典型可對(duì)比排序策略啟序列分段跳轉(zhuǎn)裁剪重綁定測(cè)試狀態(tài)變量哈希分布維護(hù)并發(fā)獲取對(duì)象調(diào)用環(huán)境監(jiān)控腳本并行編初始化對(duì)象段組件含錯(cuò)任務(wù)核觸發(fā)變量觀察函數(shù)驅(qū)動(dòng)檢查清理規(guī)并行測(cè)試任務(wù)對(duì)象設(shè)置時(shí)序判定批容器域規(guī)則配置鏈隊(duì)列存儲(chǔ)通道原信息鎖配置回調(diào)變量周期分組推模塊延遲觀測(cè)驗(yàn)證監(jiān)聽推送幀鏈段解碼計(jì)算引擎抽象編譯綜合信號(hào)映射對(duì)象選擇池化協(xié)議檢查源匯判跟蹤集中轉(zhuǎn)移安全索引依賴通分配變量靜態(tài)對(duì)資源上下文管理內(nèi)核嵌入功能事件切換匯總包錯(cuò)誤列表源鉤子堆輸入指令間源限信號(hào)池碼