大家都以為 AI 模型很重要,但真正讓 Google 翻身的是「怪獸級黑科技」
這武器別家想買還買不到
真正讓 Google 翻身的,靠的不是魔法,而是 Google 自家養了十年的怪獸級黑科技。這東西低調到你可能連名字都沒聽過,卻悄悄撐起 Gemini Pro 的速度、成本、甚至「能不能商用」的底線。
更狂的是,這武器別家想買還買不到。我們今天來看看到底 Google 埋了什麼底牌?
是不是覺得 CPU、GPU、TPU 這些名詞聽起來很像又很陌生?
別擔心,今天和大家聊聊這3位電腦計算的大功臣到底是何方神聖,順便用個超好懂的「教室比喻」,包準你阿嬤都聽得懂!👵
場景:
教室黑板上寫滿了一萬道簡單的小學生加減乘除的題目要計算。
🌟 一號選手:CPU (中央處理器)
綽號:全能教授
CPU 就像是一個什麼都會的超級學霸教授👨🏫。教授的邏輯能力超強,不管你丟給他微積分、寫論文、還是規劃複雜的行程,他都能處理得井井有條。但是,教授只有一個人(核心數少),如果你一次丟給他一萬道簡單的小學生加減乘除題目,他雖然也會做,但得一題一題慢慢來,效率就沒那麼高了。
他一次只能處理一題。
他必須走到大黑板前讀題,回到座位上計算,再走回大黑板寫下答案。
那一萬道簡單的乘法題,他大部分時間都花在「走來走去」(讀寫記憶體)上,效率極低。
🚀 二號選手:GPU (圖形處理器)
綽號:人海戰術專家
GPU 原本是為了打電動時,讓畫面跑得更順、特效更華麗(比如計算遊戲畫面的像素點)而設計的。
想像一下你玩遊戲時,螢幕上有幾百萬個像素點,每個點都要計算顏色、光影變化,這是一項超龐大但又很單純重複的工作。
教室比喻:
GPU 沒有教授那種處理複雜邏輯的腦袋,但它有別的絕招!好似體育館裡塞滿了 5,000 個小學生 🧑🏫,他們只會算簡單的加法和乘法。
5,000 個小學生同時衝!
當大黑板上出現一萬道簡單乘法題時,哨聲一響,這 5,000 個小學生會同時衝向黑板領題目,然後各自在座位上飛快地算完!
這就叫「並行計算」。
雖然他們算得快,但算完後又要同時衝回黑板寫答案,那個排隊的場面,擠爆啦!這就是 GPU 的「人海戰術」。
為什麼 AI 愛死 GPU 了?
結果後來有些聰明的工程師發現:「欸?訓練 AI 深度學習需要的那些計算(其實就是矩陣運算),怎麼跟算遊戲畫面的方式那麼像?」根本就是一堆 massive 的加減乘除嘛!
於是,加上 NVIDIA 很早就佈局了一個叫 CUDA 的平台,讓大家可以很容易指揮這些「小學生大軍」去做別的事,GPU 就華麗轉身,變成了現在 AI 開發最主流的硬體。它既能讓你晚上吃雞打原神🧚♀️,白天還能拿來訓練 AI 模型,簡直是斜槓青年的典範!
👉 小缺點:
雖然小學生算得快,但他們算完答案要跑去大黑板(記憶體)寫答案,幾千人同時衝上去寫黑板,是不是會擠爆?那個場面有多混亂就有多混亂,這有時候會變成效能的瓶頸。
⚡ 三號選手:TPU (Google 張量處理器)
綽號:AI 變態級專才
這位 TPU 選手背景就很硬了,它是 Google 自己看不下去,親自跳下來研發的「秘密武器」😎。
Google 親自打造的秘密武器,它不是為了打遊戲,而是專門為機器學習中的「矩陣運算」量身定制。它比 GPU 更「偏科」,只專注做 AI 最核心的那種大量運算。
Google 發現自家業務(像是 Google 搜尋、翻譯、相簿分類)的 AI 計算量大到嚇死人,連用大量 GPU 都覺得還是不夠快、不夠省電。他們心想:「我們不需要打遊戲的功能啊!我們只需要一個能把 AI 算到極致的東西就好!」
於是,2015 年TPU 誕生了(算算也已經十年了)。它是專門為了機器學習(特別是 TensorFlow 框架)量身定做的 ASIC(特殊應用積體電路)。
它的必殺技:高效率生產線 (Systolic Array)
TPU 的設計理念就是「極度專一」。它把什麼玩遊戲的功能通通拔掉,只專注做一件事:張量(矩陣)運算。
教室比喻:學生是肩靠肩的軍隊生產線
TPU 像一支訓練有素的軍隊,學生們不是各自為政,而是緊密地肩靠肩排成一個方陣 💂♂️。
題目資料從方陣的一端餵進來,第一個學生算完後,不用起身跑去黑板,直接把數據「遞給」旁邊的同學繼續算。
TPU 的高效秘密
數據(題目及答案資料)就像波浪一樣在學生方陣裡流動、計算,直到最後算出答案,才派一個代表去大黑板寫一次最終結果。
這種內部高效傳遞數據的方式,大大減少了來回跑黑板(記憶體存取)的時間,讓 TPU 在處理超大規模 AI 任務時,速度超快,也更省電!
沒有誰比較厲害,只有適不適合!
沒有絕對誰最強啦,端看你的需求。
你想玩遊戲又想學 AI,GPU 是首選(如果買得到的話)。如果你是 Google 這種巨頭,要跑超大規模 AI,追求極致效率和省電,那 TPU 絕對是神兵利器。
希望這次的懶人包有讓你秒懂這些 AI 幕後英雄囉!
#MarkIncome
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