AI芯片紅利實(shí)在太誘人，科技巨頭們能威脅英偉達(dá)的地位嗎？

科技巨頭谷歌、Meta、英特爾紛紛推出最新款A(yù)I芯片，全力追趕英偉達(dá)，本輪AI競(jìng)賽愈發(fā)激烈。


Meta：官宣下一代AI訓(xùn)練與推理芯片項(xiàng)目（MTIA）

4月10日消息，Meta Platforms宣布推出其訓(xùn)練與推理加速器項(xiàng)目（MTIA）的最新版本。據(jù)悉，MTIA是Meta專門為AI工作負(fù)載設(shè)計(jì)的定制芯片系列，Meta的目標(biāo)是通過一系列產(chǎn)品迭代降低對(duì)英偉達(dá)等公司的依賴。

據(jù)Meta介紹，新一代AI芯片由臺(tái)積電代工，采用5納米工藝制程。MTIA也是該公司更廣泛產(chǎn)品開發(fā)的一部分，針對(duì)Meta獨(dú)特的工作負(fù)載和系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。與前一個(gè)版本相比，新的MTIA在計(jì)算能力和內(nèi)存帶寬上都提高了一倍多，有助于強(qiáng)化內(nèi)容排名和推薦廣告模型。

去年10月，Meta表示，將在支持AI的基礎(chǔ)設(shè)施上投入多達(dá)350億美元，包括數(shù)據(jù)中心和硬件。首席執(zhí)行官扎克伯格表示，到2024年，AI將成為Meta最大的投資領(lǐng)域。近日Meta表示，該公司不僅要投資于計(jì)算芯片，還要投資于內(nèi)存帶寬、網(wǎng)絡(luò)、容量以及其他下一代硬件系統(tǒng)。


谷歌：推出Arm架構(gòu)AI芯片Axion

4月9日，谷歌谷歌宣布推出了為數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)的、基于Arm架構(gòu)定制的新型CPU“谷歌Axion”，以期降低云計(jì)算的運(yùn)營(yíng)成本，并表示其性能優(yōu)于x86芯片以及云端通用Arm芯片。

根據(jù)谷歌云內(nèi)部數(shù)據(jù)顯示，與通用Arm芯片相比，Axion提供的實(shí)例性能高出了30%；而與當(dāng)代基于x86的同類處理器相比，Axion的性能高出50%，能效高出60%。預(yù)計(jì)這款芯片將于今年晚些時(shí)候上市。通過推出基于Arm的定制芯片，谷歌也希望能讓其云計(jì)算業(yè)務(wù)更加經(jīng)濟(jì)適用，以此來(lái)和亞馬遜以及微軟競(jìng)爭(zhēng)。

官方數(shù)據(jù)顯示，谷歌母公司目前Alphabet有四分之三的收入來(lái)自廣告，但其云計(jì)算部門的增長(zhǎng)很快，已占到總收入的11%。


英特爾：發(fā)布新一代AI芯片Gaudi 3 AI加速卡

4月9日，英特爾在 Vision 2024 客戶和合作伙伴大會(huì)上正式宣布推出最新的芯片產(chǎn)品 Gaudi 3 AI加速卡。

據(jù)悉，Gaudi系列是英特爾在2022年5月面向人工智能應(yīng)用場(chǎng)景專門推出的芯片品牌，用以對(duì)標(biāo)英偉達(dá)的人工智能計(jì)算芯片。英特爾表示，Gaudi 3 芯片的能源效率是英偉達(dá)H100型號(hào)GPU的兩倍多，而運(yùn)行速度是H100的1.5倍，預(yù)計(jì)該芯片將在今年第三季度推出。

官方資料顯示，英特爾Gaudi 3采用5nm工藝，帶寬是前代Gaudi 2(7nm工藝)的1.5倍，BF16功率是其4倍。Gaudi 3配備最高128GB的HBM2e內(nèi)存，峰值帶寬為 3.7TB/s。

在該活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，英特爾還圍繞人工智能面向企業(yè)發(fā)布了處理器Xeon 6以及AI 開發(fā)開放平臺(tái)計(jì)劃等產(chǎn)品和方案。英特爾一直致力于通過力推AI在個(gè)人電腦終端的落地來(lái)反向促進(jìn)自家上游硬件生態(tài)的繁榮。去年9月，英特爾首席執(zhí)行官帕特·基辛格首次提出AI PC這一概念。當(dāng)時(shí)，基辛格指出AI將通過云與PC緊密協(xié)作，進(jìn)而從根本上改變、重塑和重構(gòu)PC體驗(yàn)，釋放人們的生產(chǎn)力和創(chuàng)造力。


英偉達(dá)真的危險(xiǎn)了嗎？黃仁勛：依然很穩(wěn)

那么，前有谷歌、微軟、亞馬遜“造芯”，后有英特爾“彎道超車”，英偉達(dá)真的危險(xiǎn)了嗎？

2023年12月初，AMD高調(diào)推出了MI300系列產(chǎn)品。據(jù)介紹，MI300X芯片擁有超過1500億個(gè)晶體管，內(nèi)存密度是目前英偉達(dá)H100的2.4倍，內(nèi)存帶寬是其1.6倍。AMD首席執(zhí)行官蘇姿豐稱，這款新芯片在訓(xùn)練 AI 軟件的能力方面與英偉達(dá)的H100相當(dāng)，并且在推理方面表現(xiàn)得更好，不過這一說(shuō)法也未得到獨(dú)立驗(yàn)證。

今年3月底，英偉達(dá)正式發(fā)布了新一代人工智能計(jì)算芯片B200。英偉達(dá)CEO黃仁勛表示，B200 GPU的AI運(yùn)算性能在FP8及新的FP6上都可達(dá)20 petaflops，是前一代H100運(yùn)算性能的2.5倍。

如今，隨著Gaudi 3的正式發(fā)布，當(dāng)前AI芯片市場(chǎng)呈現(xiàn)出英偉達(dá)B200、AMD MI300系列和英特爾Gaudi 3"三巨頭"競(jìng)爭(zhēng)的格局。英偉達(dá)在AI芯片領(lǐng)域"一家獨(dú)大"的局面面臨來(lái)自另外兩家廠商的挑戰(zhàn)。

不過，從黃仁勛角度來(lái)看，英偉達(dá)的生態(tài)系統(tǒng)很穩(wěn)定，在當(dāng)前AI算力"軍備競(jìng)賽"中，英偉達(dá)依舊暫時(shí)是市場(chǎng)的佼佼者。

黃仁勛前段時(shí)間這段話其實(shí)表達(dá)的非常明確：“數(shù)據(jù)中心需要你運(yùn)營(yíng)它。購(gòu)買和銷售芯片的人考慮的是芯片價(jià)格。運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中心的人考慮的是成本，我們總擁有成本（TCO）非常好。即使競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手芯片是免費(fèi)的，他們也不如我們，客戶也不會(huì)買。我們的目標(biāo)是增加更多的價(jià)值。但這背后需要很多努力，我們必須不斷創(chuàng)新、我們不能把任何事情視為理所當(dāng)然、我們有很多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。”

事實(shí)上，AI 芯片是一個(gè)不斷向前“奔跑”的高技術(shù)行業(yè)。它沒有壟斷，只有不斷創(chuàng)新提供更大價(jià)值，才有可能讓企業(yè)持續(xù)保持領(lǐng)先地位。因此，無(wú)論是英偉達(dá)還是英特爾，他們都有非常強(qiáng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，也都有望成為 AI 加速計(jì)算市場(chǎng)的“領(lǐng)先者”。

如今，在服務(wù)器市場(chǎng)，AMD正在逐漸蠶食該公司的市場(chǎng)份額。據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Mercury Research所公布的2023年第四季度AMD處理器市場(chǎng)份額統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，AMD EPYC已經(jīng)拿下了23.1％服務(wù)器市場(chǎng)份額，份額占比再次擴(kuò)大。盡管EPYC作為通用處理器，算力上不如GPU加速器，不過該產(chǎn)品可與GPU加速器、AI加速器等協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)效率的最大化。

而全新英特爾 AI 芯片Gaudi，預(yù)計(jì)將不太會(huì)在中國(guó)大陸市場(chǎng)銷售。但從全球來(lái)看，它是否真的能如其所言的，憑借性能優(yōu)勢(shì)、極具競(jìng)爭(zhēng)力定價(jià)優(yōu)勢(shì)而占領(lǐng)更大的市場(chǎng)份額，一切還有待時(shí)間的檢測(cè)。


無(wú)芯片，不AI

AI芯片是AI算力的核心。

有說(shuō)法稱，對(duì)標(biāo)ChatGPT，做好一個(gè)大模型的最低門檻就是1萬(wàn)塊A100的芯片。前面說(shuō)到，隨著人工智能應(yīng)用場(chǎng)景和數(shù)據(jù)規(guī)模的擴(kuò)大，算法模型的復(fù)雜度呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，特別是深度學(xué)習(xí)成為主流，需要更快的計(jì)算速度。雖然CPU可以執(zhí)行AI算法，但由于內(nèi)部邏輯多，對(duì)于AI算法來(lái)說(shuō)效率不高。因此，出現(xiàn)了專門的AI芯片，它們?cè)O(shè)計(jì)用于高效并行計(jì)算，加速AI計(jì)算過程，并提高性價(jià)比。

廣義而言，AI 芯片指的是專門用于處理人工智能應(yīng)用中大量計(jì)算任務(wù)的模塊，除了以 GPU、FPGA、ASIC 為代表的 AI 加速芯片，還有比較前沿性的研究，例如：類腦芯片、可重構(gòu)通用 AI 芯片等。狹義的 AI 芯片指的是針對(duì)人工智能算法做了特殊加速設(shè)計(jì)的芯片。

這里面，GPU是AI芯片主力軍，因?yàn)樗鼡碛凶吭降母咝阅苡?jì)算能力和通用性，適用于處理復(fù)雜算法和通用型人工智能平臺(tái)。而隨著人工智能技術(shù)、平臺(tái)和終端的不斷成熟，隨著視覺、語(yǔ)音、深度學(xué)習(xí)的算法在FPGA以及ASIC芯片上的不斷優(yōu)化，此兩者也有望逐步占有更多的市場(chǎng)份額。

根據(jù)VMR數(shù)據(jù)，全球和中國(guó)的GPU市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將繼續(xù)快速增長(zhǎng)。2021年全球GPU市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到334.7億美元，預(yù)計(jì)到2030年將增至4773.7億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)34.4%。2020年中國(guó)GPU市場(chǎng)規(guī)模為47.39億美元，預(yù)計(jì)到2027年將增至345.57億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為32.8%。這表明GPU在人工智能領(lǐng)域的需求將繼續(xù)擴(kuò)大，并將成為市場(chǎng)的重要推動(dòng)力量。


尋找中國(guó)版英偉達(dá)，期待國(guó)產(chǎn)替代空間

對(duì)于AI在下一輪科技革命中的地位，各國(guó)已經(jīng)形成共識(shí)，都在紛紛搶灘。從中美對(duì)比來(lái)說(shuō)，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的爭(zhēng)奪就主要涉及前面提到的算法、大數(shù)據(jù)資源和算力三方面。在算法設(shè)計(jì)方面，雙方?jīng)]有明顯差距，主要依賴設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的智慧和靈感；在大數(shù)據(jù)資源方面，中國(guó)占據(jù)著絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，雙方在大數(shù)據(jù)分析技術(shù)上相近。然而，決定人工智能產(chǎn)品的關(guān)鍵要素還包括“算力"，計(jì)算能力是計(jì)算機(jī)的核心能力，這也是中美兩國(guó)長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的原因之一。國(guó)內(nèi)大模型與國(guó)外的主要差距也體現(xiàn)在算力層面，沒有算力基礎(chǔ)，后面算法等發(fā)展都無(wú)法進(jìn)行。

在AI芯片領(lǐng)域，國(guó)外的芯片巨頭占據(jù)了大部分市場(chǎng)份額，有著明顯的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，比如英偉達(dá)、AMD、英特爾的營(yíng)收幾乎代表整個(gè)GPU行業(yè)收入。而國(guó)內(nèi)的AI芯片產(chǎn)業(yè)起步較晚，與世界先進(jìn)水平存在較大差距，國(guó)內(nèi)AI芯片市場(chǎng)也較為分散，集中度較低，發(fā)展空間巨大。

不過，國(guó)內(nèi)一批新興力量正在崛起，競(jìng)爭(zhēng)梯隊(duì)越發(fā)豐富。從國(guó)內(nèi)AI芯片廠商格局來(lái)看，以大算力或者高性能計(jì)算芯片為代表，一梯隊(duì)，有成熟產(chǎn)品、批量出貨的企業(yè)，主要包括寒武紀(jì)、華為海思、百度昆侖芯、燧原科技，這四家有2-3代更多的產(chǎn)品，技術(shù)能力、軟件能力都有一定積累；二梯隊(duì)，主要包括以AI芯片起家的壁仞科技、天數(shù)智心、摩爾線程、沐曦等。壁仞科技去年發(fā)布的產(chǎn)品規(guī)格很高，但主要還停留在紙面數(shù)據(jù)，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、實(shí)際性能方面業(yè)界和第三方評(píng)測(cè)機(jī)構(gòu)評(píng)價(jià)沒有那么高，軟件層面從使用角度來(lái)講也還有很大的成長(zhǎng)空間。其他幾家也陸續(xù)有產(chǎn)品推出，但技術(shù)能力還停留在推理層面，不像一梯隊(duì)企業(yè)有更成熟的產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)；三梯隊(duì)，如海光、景嘉微等。技術(shù)能力還有待市場(chǎng)的認(rèn)可和驗(yàn)證。

從產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)批量生產(chǎn)的產(chǎn)品大多都是A100的上一代，如昆侖芯三代、思遠(yuǎn)590、燧思3.0等，不過，各公司正在研發(fā)更新一代產(chǎn)品，縮小國(guó)內(nèi)外差距。向后看，基于國(guó)家政策的大力支持，以及自主可控的迫切需求，中國(guó)廠商有望迎來(lái)更大的國(guó)產(chǎn)替代機(jī)遇。而如果國(guó)內(nèi)產(chǎn)品能夠替代英偉達(dá)的算力產(chǎn)品，將會(huì)是非常大的機(jī)會(huì)。數(shù)據(jù)中心建設(shè)方面也需要服務(wù)器，會(huì)帶動(dòng)國(guó)內(nèi)提供大型服務(wù)器的廠商，比如浪潮信息、中科曙光等，以及光模塊、調(diào)節(jié)芯片和散熱技術(shù)，需求都會(huì)受益于大模型浪潮。相信隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)的持續(xù)投入和創(chuàng)新，以及政府的支持，中國(guó)在人工智能領(lǐng)域的發(fā)展勢(shì)頭仍然很強(qiáng)，有望逐步縮小與國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的差距。

AI的一切才剛剛開始，其帶來(lái)的潛在生產(chǎn)力提升和勞動(dòng)力供應(yīng)的增加等結(jié)果不可低估。而從當(dāng)下的投資時(shí)點(diǎn)來(lái)看，2024年半導(dǎo)體芯片板塊投資或許可以關(guān)注三條主邏輯：一是周期底部，景氣復(fù)蘇；二是人工智能推動(dòng)超級(jí)創(chuàng)新周期，AI芯片迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇；三是國(guó)產(chǎn)替代研發(fā)成果正在逐步落地，突破性產(chǎn)品發(fā)布。