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昨晚的Google Cloud Next2024大会上，谷歌接连放出一堆模型和产品王炸:Gemini1.5Pro公开可用、上线音频处理能力;代码模型CodeGemma上新，首款自研Arm处理器Axion正式向微软和亚马逊宣战……这次，谷歌要以量取胜。
昨天的谷歌Next大会可是太精彩了，谷歌一连放出不少炸弹。
- 升级「视频版」Imagen2.0，下场AI视频模型大混战
- 发布时被Sora光环掩盖的Gemini1.5Pro，正式开放
- 首款Arm架构CPU发布，全面对垒微软/亚马逊/英伟达/英特尔
此外，谷歌的AI超算平台也进行了一系列重大升级——最强TPU v5p上线、升级软件存储，以及更灵活的消费模式，都让谷歌云在AI领域的竞争力进一步提升。
连放大招的谷歌，必不会在这场AI大战中退让。
从OpenAI跳槽的研究员Logan Kilpatrick，也在第一时间转发了Gemini1.5Pro的消息。看得出来，他已经是一名真真正正的谷歌员工了
在短短两个月内，谷歌一键将多种前沿模型引入Vertex AI，包括自家的Gemini1.0Pro、轻量级开源模型Gemma，以及Anthropic的Claude3。
Gemini1.5Pro，人人可用了!
传说中的谷歌最强杀器Gemini1.5Pro，已经在Vertex AI上开放公测了!
开发者们终于可以亲自体验到，前所未有的最长上下文窗口是什么感觉。
Gemini1.5Pro的100万token，比Claude3中最大的200K上下文，直接高出了五倍!而GPT-4Turbo，上下文也只有128K。
当然，超长上下文在无缝处理输入信息方面，仍然有一定的局限性。
但无论如何，它让对大量数据进行本机多模态推理成为可能。从此，多海量的数据，都可以进行全面、多角度的分析。
自然而然地，我们可以正式用Gemini1.5Pro开发新的用例了。比如AI驱动的客户服务智能体和在线学术导师，分析复杂的金融文件，发现文档中的遗漏，查询整个代码库，或者自然语言数据集。
现在，已经有无数企业用Gemini1.5Pro真实地改变了自己的工作流。
比如，软件供应商思爱普用它来为客户提供与业务相关的AI解决方案;日本广播公司TBS用它实现了大型媒体档案的自动元数据标注，极大提高了资料搜索的效率;初创公司Replit，则用它更高效、更快、更准确地生成、解释和转换代码。
加入音频处理能力
不仅如此，Gemini1.5Pro现在还增加了音频功能。
它能处理音频流，包括语音和视频中的音频。
这直接就无缝打破了文本、图像、音频和视频的边界，一键开启多模态文件之间的无缝分析。
在财报电话会议中，一个模型就能对多种媒介进行转录、搜索、分析、提问了。
Imagen2.0能生视频了:4秒24帧640p
并且，这次谷歌也下场开卷AI模型了!
AI生图工具Imagen，现在可以生成视频了。
只用文本提示，Imagen就能创作出实时的动态图像，帧率为每秒24帧，分辨率达到360x640像素，持续时间为4秒。
谷歌表示，Imagen在处理自然景观、食物图像和动物等主题时，表现尤为出色。
它不仅能够创造出一系列多样的摄影角度和动作，还能确保整个序列的视觉一致性。
同时，这些动态图像也配备了安全过滤和数字水印技术。
图像编辑
并且，谷歌对Imagen2.0也升级了图像编辑功能，增加了图像修复、扩展、数字水印功能。
想把图中这个男人去掉?一键圈出，他就没了!并且模型还自动补全了山上的背景。
想让远处的山高一点?Imagen2.0也能轻松做到。
另外，它还可以帮我们扩大图片边缘，获得更广阔的视角。
而数字水印功能，由Google DeepMind的SynthID强力驱动。
这样，用户为就可以图片和视频生成隐形水印，并且验证它们是否由Imagen所生成。
全新代码模型CodeGemma发布，核心团队华人占6成
最新发布轻量级代码生成模型CodeGemma，采用的是与Gemma系列相同的架构，并进一步在超过5000亿个代码Token上进行了训练。
目前， CodeGemma已经全系加入Vertex AI。
论文地址:https://storage.googleapis.com/deepmind-media/gemma/codegemma_report.pdf
具体来说，CodeGemma共有三个模型检查点（Checkpoint）:
CodeGemma7B的预训练版本（PT）和指令微调版本(IT)在理解自然语言方面表现出色，具有出众的数学推理能力，并且在代码生成能力上与其他开源模型不相上下。
CodeGemma2B则是一个SOTA的代码补全模型，可以进行快速的代码填充和开放式生成。
预训练数据
CodeGemma的训练数据包括了来自网络文档、数学和代码的5000亿个Token（主要是英文）。
2B规模的模型完全使用代码进行训练，而7B规模的模型则采用了80%编程代码外加20%自然语言的方式。
为了确保数据的质量，谷歌对数据集进行了去重和过滤，移除了可能影响评估的代码样本和一些个人或敏感信息。
此外，谷歌还对CodeGemma模型的预训练采用了一种改进的中间填空（Fill-in-the-Middle， FIM）方法，以此来提升了模型的训练效果。
具体可以分为两种模式:PSM（前缀-后缀-中间）和SPM(后缀-前缀-中间)。
指令微调
通过让模型接触各种数学问题，可以提升它在逻辑推理和解决问题方面的能力，这对编写代码来说是非常重要的。
为此，谷歌选用了多个主流的数学数据集进行监督微调，包括:MATH、GSM8k、MathQA，以及合成数学数据。
在代码方面，谷歌采用了合成代码指令的方法来创建数据集，用于后续的监督微调（SFT）和基于人类反馈的强化学习(RLHF)之中。
为了确保生成的代码指令数据既有用又准确，谷歌采取了以下方法:
- 示例生成:根据OSS-Instruct的方法，制作一系列独立的问题与答案对;
- 后期过滤:利用大语言模型来筛选这些问题与答案对，评估它们的实用性和准确性。
代码补全
如表2所示，CodeGemma2B在代码补全场景下展现出了卓越的性能，尤其是在低延迟的表现上。
其中，推理速度更是比不少模型快了有2倍之多。
Python
HumanEval和Mostly Basic Python Problems的评估结果如表3所示。
与Gemma基础模型相比，CodeGemma在编程领域的任务上表现明显更强。
多种编程语言
BabelCode通常用来评估模型在多种编程语言中的代码生成性能，结果如表4所示。
语言处理能力
图3展示了多个领域的性能评估结果，包括问答、自然语言处理以及数学推理。
可以看到，CodeGemma同样有着Gemma基础模型的自然语言处理能力，其PT和IT版本在性能上均优于Mistral7B和Llama213B——分别领先了7.2%和19.1%。
进一步地，如表5所示，CodeGemma在数学推理方面，相比同等规模的模型有着更出色的表现。
推理建议
如图4所示，在进行代码补全任务时，比如函数补全、注释文档字符串生成或者导入模块建议，应当按照一定的格式来设计输入提示。
官宣自研Arm架构CPU处理器Axion
此次Next大会上，谷歌还正式宣布，将自研首款基于Arm的CPU。
据称这款CPU处理器Axion，将提供比英特尔CPU更好的性能和能源的效率，其中性能提高50%，能源效率提高60%。
据悉，比起目前基于Arm的最快通用芯片，Axion的性能还要高出30%。
凭着这个新武器，谷歌也在AI军备竞赛中，正式向微软和亚马逊宣战!
新CPU Axion，显然是谷歌跟随亚马逊AWS和微软Azure的动作——它也想自研处理器了。
Axion将帮助谷歌提高通用工作负载的性能，比如开源数据库、Web和应用程序服务器、内存缓存、数据分析引擎、媒体处理和AI训练。
由此，谷歌在开发新的计算资源方面，又向前迈进了一步。在今年晚些时候，Axion就可用于云服务了。
AI军备竞赛加快，CPU重要性凸显
对于AI军备竞赛来说，像Axion这样的CPU至关重要，因为它能提升训练AI模型所需的算力。
要训练复杂的AI模型，就需要处理大型数据集，而CPU有助于更快地运行这些数据集。
要说此举的最大的好处，那无疑就是——省钱!
众所周知，购买AI芯片的成本惊人，英伟达的Backwell芯片，预计售价在3万美元到4万美元之间。
现在，Axion芯片已经在为YouTube 广告、Google Earth引擎提供加持了。
而且，很快就可以在谷歌计算引擎、谷歌Kubernetes引擎、Dataproc、Dataflow、Cloud Batch等云服务中使用。
不仅如此，原本在使用Arm的客户，无需重新架构或者重写应用程序就可以轻松地迁移到Axion上来。
TPU v5p上线，与英伟达合作加速AI开发
在此次Google Cloud Next2024年会上，谷歌宣布:对自家超算平台进行大规模升级!
升级列表中的第一位，就是谷歌云的张量处理单元TPU v5p了。如今，该定制芯片全面向云客户开放。
谷歌的TPU，一直被用作英伟达GPU的替代品，用于AI加速任务。
作为下一代加速器，TPU v5p专门用于训练一些最大、最苛刻的生成式AI模型。其中，单个TPU v5p pod包含8，960个芯片，是TPU v4pod芯片数量的两倍之多。
另外，谷歌云还将和英伟达合作加速AI开发——推出配备H100的全新A3Mega VM虚拟机，单芯片搭载高达800亿个晶体管。
而且谷歌云还会将英伟达最新核弹Blackwell整合进产品中，增强对高性能计算和AI工作负载的支持，尤其是以B200和GB200提供支持的虚拟机形式。
其中，B200专为「最苛刻的AI、数据分析和HPC工作负载而设计」。
而配备液冷的GB200，将为万亿参数模型的实时LLM推理和大规模训练提供算力。
虽然现在万亿参数的模型还不多（少量几个选手是SambaNova和谷歌的Switch Transformer），但英伟达和Cerebras都在冲万亿参数模型硬件了。
显然，他们已经预见到，AI模型的规模还会迅速扩大。
软件
在软件方面，谷歌云推出了JetStream，这是一款针对LLM的吞吐量和内存优化了的推理引擎。
这个新工具可以提高开源模型的单位美元性能，并与JAX和PyTorch/XLA框架兼容，从而降本增效。
存储大战
此外，谷歌的存储解决方案也在不断升级——不仅加速了AI训练和微调，优化了GPU和TPU的使用，还提高了能效和成本效益。
此次，谷歌推出的Hyperdisk ML，显著缩短了模型加载时间，提高了吞吐量，并对AI推理和服务工作负载进行了优化。
不仅支持每个存储卷承载2，500个实例，而且还提供了高达1.2TiB/s的数据吞吐量，性能直接超越微软和AWS。
已发布的Cloud Storage FUSE，可将基础模型的训练吞吐量提高2.9倍，性能提高2.2倍。
高性能并行文件系统Parallelstore可将训练速度提高到3.9倍，并将训练吞吐量提高到3.7倍。
而专为AI模型量身定制的Filestore系统，允许在集群中的所有GPU和TPU之间同时访问数据，将训练时间缩短56%。
总之，此次谷歌超算的大规模更新表明，谷歌在努力为客户带来实际的商业利益，创建无缝集成、高效可扩展的AI训练和推理环境。
参考资料:
https://cloud.google.com/blog/products/ai-machine-learning/google-cloud-gemini-image-2-and-mlops-updates
https://storage.googleapis.com/deepmind-media/gemma/codegemma_report.pdf
https://www.businessinsider.com/google-ramped-up-ai-competition-against-microsoft-amazon-2024-4
https://www.theverge.com/2024/4/9/24125074/google-axion-arm-cpu-ai-chips-cloud-server-data-center
https://blogs.nvidia.com/blog/nvidia-google-cloud-ai-development/
https://venturebeat.com/ai/google-upgrades-its-ai-hypercomputer-for-enterprise-use-at-cloud-next/
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