5G在左, AI在右

矽說發表於2019-02-11

1985年,德國工程師Friedhelm Hillebrand覺得手機除了打電話還可以有些新功能,比如發個 message,這個message應該有個長度限制,他覺得160個字母就夠了。

13年後,手機已經離不開簡訊,而Friedhelm成為了ETSI/3GPP的首任主席,就是那個不管是華為還是高通都得跪舔的3GPP——3G/4G/5G/...無線通訊協議的技術制定者。

2006年,美國加州碼農Jack Dorsey想要把狂暴司機的抱怨廣播給全世界,所以建了twitter,讓人們把即刻的感想發到網上。這時候也需要一個長度限制,他覺得140個字母不錯,因為還要留20個字母給使用者名稱暱稱之類的。

12年後,美國選出了歷史上最愛用抱怨的總統,他每天都在twitter上懟天懟地懟人間,時而嘲笑下金三胖的不自量力,時而大罵眾議院的院長大媽,然後就好像忘記了他懟過。

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所以,160個字母就是時間流過我們指間的速度麼?

1992年,一家剛從財務危機中緩過來的芬蘭公司造出了第一支能收發160個字母的電話。為了打廣告,這家公司請了當時的芬蘭總理,Harri Holkeri 撥出了人類第一支2G的電話。

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不難猜,那個芬蘭公司叫諾基亞,那隻手機叫Nokia 1011——人類第一支量產的GSM手機。諾基亞在之後的整整15年,成為了手機的代名詞,直到一個大學沒畢業,又不愛洗澡的油膩中年男子穿著牛仔褲在矽谷開了一場釋出會。

終於,有人要對160個字母的限制動刀了,因為GSM的2G技術的壽命要不太長了。1998年,厭倦了低效GSM網路的全世界無線工作者們,決定聯合起來,開創一個新紀元——3G無線通訊網路,大家組隊成立3GPP。

3GPP花了接近2年的時間,釐清了WCDMA(就是後來中國聯通的3G網路)。2001年,日本東京成為世界上第一個擁有3G無線通訊網路的城市。

GSM的通訊速率是9.6kps,2G中後期的GPRS峰值下載速率也只能到171kps。但用了WCDMA的UMTS峰值速率可以達到2Mbps。

此時,單調的160個字母變成了彩信,因為1998-2006,是無線通訊的黃金年代。

回到1997年,離開蘋果長達12年的Steve Jobs終於重新坐回了蘋果CEO的位置。為此,他大開殺戒,裁掉了許多蘋果的專案與部門。那時候傳說,你與被fire的距離只差一次電梯門開,很多人走進公司的電梯,看到CEO站在裡面,從電梯出來的時候就沒有工作了。此時,距離那個改變世界的釋出會還有10年。

也是在1997年,一個38歲法國青年(或者是中年?)在10年失意的Bell Lab (後來拆分為AT&T Lab)生活後,終於不得不放棄了他魂牽夢繞的神經網路,跳槽去做影像壓縮。不過,在他跳槽前的最後一刻,他寫了一篇文章,總結了他從20歲就開始為之奮鬥的科學,或許當時他以為這是畫上一個句點。

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今天,大部分從事人工智慧(AI)的研究者將這篇文章,特別是其中的多層CNN及其反向傳播(back propagation),視為深度學習的開端。至於這篇文章前的40年,神經網路在黑暗的迷途中穿林打葉,已經漸漸成為了無人問津的傳說。

五年後的2003年,這位年逾不惑的青年在紐約找到了教職,再次回到了機器學習的領域,迎接神經網路下一個寂靜的寒窗10年。也是在2003年,幾百公里外的麻州,一個比他小整整24歲的哈佛少年在自己的寢室建了一個網站,起初只是為了把妹。此時的兩人或許都無法意識到,十年後他們的生命將發生交集。那個年紀小很多的人回成為年紀大很多的人的老闆。

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是的,這兩個人分別是Lecun Yang, 前facebook 人工智慧首席科學家,和Mark Zuckerberg,facebook的CEO。

facebook的流行,讓那160個字母再次飛昇,從彩信變成了圖文,部落格,甚至是視訊。吃飯打卡,旅遊打卡,自修打卡,紀念日打卡,沒事也可以打卡,打卡成為了移動網際網路新的生存方式。

當然,這不僅要感謝Facebook,還要感謝3GPP終於想明白了4G到底該是怎麼回事。2008年,3GPP終於走出了3G的泥沼,在慶祝成立10年大會的時候終於開始覺得是時候談4G了。他們給4G起了一個很奇怪的名字——LTE,long term evolution,長期演進。之所以奇怪,是因為只過了4年,3GPP就開始討論5G了,而這“長期”也喊得有些乏力。

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真正的4G並不是LTE,而是LTE-advanced的,確切的時間點是3GPP在2010年提出的。LTE雖然研究了不久,但是拖延症倒是真有。當時這個拖延症有個競爭對手:IEEE的WiMAX。WiMAX是最早商用的4G網路,在韓國,又有大學閥IEEE加持,還開源。當時,很多人覺得LTE和3GPP可能活不了太久了。不過時間已經告訴我們,IEEE這一仗輸得很慘。說起來,拖延症至少還是有點好處的。

對於晶片的從業者而言,LTE和WiMAX的這一架是讓人興奮的。不管怎麼說,2010年以後以4G為核心的無線通訊晶片又紅紅火火了一波。高通股票歷史上的最長的大牛市也發生在2010到2013年間。

當然最要感謝那個穿牛仔褲的中年油膩男子和他的釋出會。

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不得不說,Steve Jobs是神,神到在他以後,矽谷的釋出會就不再有西褲,神到無論CEO的英文多蹩腳,或者多段子手,都得自己在一塊大螢幕推手機。

不過今天,我們不談神。

我們來談談教主,一個愛穿皮衣開釋出會的教主。

曾經只能發160個字的message都要變成短視訊了,手機裡怎麼能沒有影像處理器呢。於是,手機說我要有GPU,便有了移動(mobile)GPU。這個故事的起點發生在2008年。

首先來講一個笑話。2008年前,GPU巨頭有兩家——英偉達和ATI。2008年,AMD決定買下ATI,當時ATI已經有了移動GPU的產線。可當時AMD覺得要這弱雞幹嘛,就拔掉了ATI的移動GPU產品線Imageon。於是,高通就在路邊撿了Imageon,改了名字叫Adreno。

十年過去了,Adreno仍然是高通旗艦手機處理器的核心競爭力。2018年釋出的snapdragon 845,仍然保持了Adreno。站在己亥年,如果你問我Adreno和AMD GPU那個先消失,我覺得是後者。

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講這個笑話,只是讓你覺得教主並沒有蠢到家。教主當時是英偉達的老大(現在也是)。看著對手AMD如此智商捉急的行為,他卻並沒有暗中點贊。因為,他還沒有意識到移動GPU的時代已經到了。Nvidia的移動GPU產線直到2009年才開始量產第一代Tegra,相比之下Imageon的誕生於2002年。2009年,連ARM都已經有自己的GPU——Mali了。

坊間傳言,Steve Jobs當時還是非常青睞nvidia的GPU,可是教主的反應實在太慢。所以,備胎Imagination就被扶正了。為此,Imagination迎來了無比輝煌的十年。可惜這段聯姻只支援10年,2018年,蘋果宣佈不再與imagination合作,開始研發自有GPU。

從這個故事來看,教主並算不上是文成武德,哪有可能一統江湖?不過,教主還是一統了江湖,因為故事還有另一半。

2007年,創業15年的教主已經不滿足顯示卡的市場份額。有一天,他覺得像GPU這樣的神器,不應該只為遊戲、看片服務,該幹一點有意義的事情,比如……?好吧,當時只找到科學計算這個新應用,解個小波變化,算個流體力學。可是,那個時候的GPU太專用,如果要讓別人用起來,那得開放很多東西,還需要平臺。所以,英偉達釋出了CUDA,一個基於GPU的軟體程式設計平臺,英偉達的GPU也開始不滿足於影像處理市場,而是在通用領域尋找新市場,叫做GPGPU(General Purpose GPU)。

可惜,早年的CUDA非常難用,難用到需要人力來當編譯器。所以,英偉達的競爭對手也沒把GPGPU的概念當回事。

故事的轉變發生在2011年。那年的多倫多也很冷,一個烏克蘭裔的年輕加拿大人偶然間看到GPGPU可以用來完成波爾斯曼機的計算,於是他問他的老闆說,我們能搞臺GPU來計算神經網路麼?他老闆當初並不太喜歡這個想法,因為即使有了GPU,每訓練一次網路也要5-6天的時間。這就意味著,他的學生每丟一次訓練,就可以摸魚五六天。剛開始的時候,這東西的效果其實並沒有其他演算法好。

好在這位老闆並沒有拒絕,因為他在神經網路領域已經堅持太久,久到他自己也忘記了。畢竟在1988年,他就是上面提到的那個法國人的博士後導師了,此時Lecun剛讀完博士來美洲闖蕩。也是這場成全,讓蘇武牧羊最終等來了天啟。

一年後,用GPGPU訓練的一張神經網路問世,舉世皆驚!在影像識別上第一次有演算法接近人類的能力。

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從2012年到今天,這篇文章的引用數已經超過了3萬。也是這篇文章開始,這個世界被告知,神經網路+GPU天下無敵,無論是圍棋,星際還是開車。

回過頭來看,教主關於CUDA的這個決定可能在未來某一天拯救,或者毀滅全世界。來一張黃教主 仁勳 騷氣的皮衣照吧。

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相比於Tegra同期的那些競爭對手,死的死傷的傷,英偉達的移動GPU的結局其實也很好。雖然沒有在手機市場裡打下片天地,但是在硬體(比如無人機)中充當著核心智慧的“大腦”,萬般原因只有一個——Tegra支援CUDA。

神經網路的春天,也是3GPP的冬天。2012年開始,從物聯網到毫米波,似乎每個人都在迫不及待的討論5G,可是並沒有人碰到了5G的高潮。畢竟在市場看來,4G還是沒有成熟到黃臉婆,蹭一蹭還是有溫存的。

時光靜靜的流淌,在LTE第一次被release後的第10個年頭。2018年12月1日,加拿大溫哥華機場。一位風塵僕僕的中國女士,本想像往日一樣等待轉機,卻突然深陷囹圄。

因為這位女士的父親領導著中國,乃至是全球無線通訊的巨頭。天朝總把這事情往貿易戰上靠,而洋鬼子的想法不太一樣。紐約時報用“5G是一場與中國的軍備競賽”這樣的題目來描述描述這個通訊技術。簡單翻譯一下:白宮認為,5G是一場和中國的零和競賽,這場軍備競賽只會有一個贏家,而輸家將會掃地出局。

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忽然,5G闖進世人的視野,這方式超乎了3GPP的想象,瀰漫著世界兩強間不可言明的烽火味。其技術理由很簡單,5G時代萬物互聯,接入節點的數量呈現幾何級數的增長,此時,接入節點的安全性成同樣趨勢的下降。如果不把接入節點裝置掌握在自己手裡,就沒有安全。

這可是紐約時報啊,那個傳說中冷靜理性的報紙。不過這場競賽,會不會開啟無線通訊新一輪的盛宴,以安全之名?

3GPP和無線通訊晶片住了那麼多年的冷宮,會不會又到被臨幸的時刻呢?我們拭目以待。

後記

首先,要說一聲抱歉。痴笑君因為最近換了工作回國教書,好久未更。不過ISSCC week就在眼前,又可以約三番了。

其次,寫這篇文章是因為最近好多人都在問我 要不要勸退射頻/模擬通訊,要不要糾結轉碼農。我的答案一般都是follow your heart。一切都是賭博,2010年的我們並不會知道博士畢業後的結局。當年,那些頂著光環拿著RF offer的人面著這當時選擇沒落的pattern recognition的同學,根本不可想象畢業時的無法望其項背。你又怎麼知道10年後,5G或者6G 和 AI 孰好孰壞。你如果無法站在潮流的前端,那就等著你的潮流到來。

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