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Allbet注册:美国又下手!限制出口两款芯片,中方如何应对?

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9月1日,外交部发言人汪文斌主持例行记者会。


有记者就美国芯片公司英伟达表示美国官员要求其停止向中国出口两种用于人工智能的顶级计算机芯片提问。


对此,汪文斌表示,美方的做法是典型的科技霸权主义,美方一再泛化国家安全概念,滥用国家力量,企图利用自身科技优势,遏制打压新兴市场和发展中国家发展,此举违反市场经济规则,破坏国际经贸秩序。中方对此坚决反对。


1、GPU是何种芯片,


A100和 H100有多强悍?


GPU是计算机图形显示的核心。


相比CPU,GPU更适合于密集型数据处理。其具有高度并行性,可将数学运算应用于高度并行的数据集。虽然CPU也可以执行相同的任务,但不具备GPU的并行性,因此在这些任务中效率不高。


早期GPU多用于2D和3D图形的计算和处理。传统上来说,之前GPU最关键的市场在游戏领域。但长期来看,这部分市场增速趋缓,甚至隐隐有下降势头。


眼下是算力时代,GPU的应用场景主要是加速智能制造下的数字化转型。深度神经网络、数据分析、可视化、互联网推荐算法、数字孪生等均离不开GPU。除游戏主机与PC之外,其终端应用还包括服务器、汽车、移动等领域。


总体上,GPU应用场景主要可以分为两大类:图显和计算。

那么,被禁售的A100 和 H100 芯片到底有多强悍?


相比于英伟达前一代的 Volta GPU,A100 的性能提升了 20 倍,非常适合于人工智能、数据分析、科学计算和云图形工作负载。该芯片由 540 亿个晶体管组成,打包了第三代 Tensor 核心,并具有针对稀疏矩阵运算的加速功能,对于 AI 推理和训练来说特别有用。此外,每个 GPU 可以划分为多个实例,执行不同的推理任务,采用 Nvidia NVLink 互连技术可以将多个 A100 GPU 用于更大的 AI 推理工作负载。


然而,这些在 H100 出现之后显得略有不足了。


在今年春季的发布会中,黄仁勋发布了面向高性能计算(HPC)和数据中心的下一代 Hopper 架构,搭载新一代芯片的首款加速卡被命名为 H100,它就是 A100 的替代者。


H100 是一款针对大模型专门优化过的芯片,使用台积电 5nm 定制版本制程(4N)打造,单块芯片包含 800 亿晶体管。同时也是全球首款 PCI-E 5 和 HBM 3 显卡,一块 H100 的IO 带宽就是 40 terabyte 每秒。


Transformer 类预训练模型是当前 AI 领域最热门的方向,英伟达以此为目标专门优化 H100 的设计,提出了 Transformer Engine,集合了新的 Tensor Core、FP8 和 FP16 精度计算,以及Transformer 神经网络动态处理能力,可以将此类机器学习模型的训练时间从几周缩短到几天。


针对服务器应用,H100 也可以虚拟化为 7 个用户共同使用,每个用户获得的算力相当于两块全功率的 T4 GPU。此外,H100 还实现了业界首个基于 GPU 的机密计算。


基于 Hopper 架构的 H100,英伟达还推出了机器学习工作站、超级计算机等一系列产品。8 块 H100 和 4 个 NVLink 结合组成一个巨型 GPU——DGX H100,一共有 6400 亿晶体管,AI 算力 32 petaflops,HBM3 内存容量高达 640G。


与此同时,得益于与 Equinix(管理全球 240 多个数据中心的全球服务提供商)的合作, A100 和 H100 的新型 GPU 通过水冷方式来节省用户的能源成本。使用这种冷却方法最多可以节省 110 亿瓦时,可以在 AI 和HPC 推理工作中实现 20 倍的效率提升。


今年 5 月份,英伟达曾开源了 Linux GPU 内核模块代码,未来是否还会有更多开源计划,暂未可知。


2、内外双杀,美国禁止英伟达高端GPU对华销售,AI芯片遭当头一棒


对于此次美国对中国高端 GPU 销售的限制,业内人士表示," 对外,美国限制了中国 AI 的发展。对内,近来已经大幅下跌的英伟达和 AMD 股价进一步下跌。简直就是双杀。"


据美国证券交易所官网信息显示,美国政府已在 8 月 26 日向英伟达发出通知,要求英伟达对中国大陆、中国香港和俄罗斯实施一项新的出口管制要求。该要求包括英伟达公司禁止向这些公司出售 A100 GPU 和即将推出的 H100 GPU,立即生效。


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美国政府表示,这是为了防止这些产品被用于 " 军事最终用途 " 或 " 军事最终用户 "。


对此,英伟达表示,新的许可要求可能会影响英伟达完成 H100 开发的进度和支持 A100 现有客户的能力,并且美国政府有可能要求英伟达将某些业务转移到中国以外。英伟达正在与美国政府斡旋,希望美国政府为公司正在进行的内部开发和客户支持活动提供豁免。


当前,英伟达正在与中国客户接触,以了解他们未来购买英伟达不受新管制条例影响的数据中心相关产品的需求。而如果客户需要购买限制条例涵盖范围内的产品,英伟达会为公司寻求美国政府豁免许可,但不保证美国政府会及时回复并为任何客户提供任何豁免或许可。

英伟达在一周前发布了第三财季展望,结合该展望的内容,预计本次限制令将会影响英伟达约 4 亿美元的潜在收入。


英伟达今年第二季度营收为 67 亿美元,去年第三季度营收为 71 亿美元,4 亿美元在英伟达单季营收中占比 5% 左右。不过,英伟达已经连续两个季度营收未达预期,市场对 GPU 的需求下滑也让英伟达面临较大压力,禁令将进一步对英伟达的营收带来负面影响。


业界的传言称,目前各服务器 OEM 的现有库存 A100 GPU 卡仍可以对各自客户继续交付,不过该消息暂未被 OEM 确认。


昨天的传闻指出,此次限制高性能 GPU 卡销售,尤其针对中国 HPC 的双精度高性能卡。但根据最终的文件,此次对国内影响最大的实际上是 AI。


多位芯片圈业界人士都表示,这是美国全面限制中国技术发展的组合拳,全面减慢中国的发展。有二十多年芯片行业从业经验的陆光表示:" 美国的意图就是尽量拖慢中国的速度。"


一位 AI 芯片从业者分析," 此前美国限制 EDA 的销售,以及联合半导体设备以及晶圆代工厂,是在限制本土基础技术,包括芯片技术的发展。如今限制英伟达和 AMD 在中国的销售,是在阻碍中国应用市场的发展,这也是各大芯片巨头都非常重要的市场。"


至于此次销售限制会带来的影响,陆光认为也有替代方案,比如可以用更早一代的两块芯片来获得高性能,或者英伟达也可以推出减配的版本在中国销售。


另一位业者也提出了基于英伟达 GPU 可能的替代方案," 英伟达并不允许数据中心客户采用其消费级 GeForce 显卡,但从性能的维度看,GeForce RTX 3090Ti 的性能可以达到 A100 约 70% 的性能,但即便按 RTX 3090Ti 价格最高时的 3 万计算,价格只有 A100 的 30%,如果能使用消费级 GPU,将会有更高的性价比。"


但这种情况如果发生,可能会用性价比 " 团灭 " 中国的 AI 芯片公司。


3、国产替代的路有多难走?


这次的销售限制,对于国产厂商来或是莫大机会。


有行业内人士认为,国内BAT等做大数据的厂商将被迫走上国产替代的道路。海光、壁仞、燧原等厂商的GPU从功能性上说可以取代部分市场对英伟达GPU的需求。

“这一政策变化意味着强制国内数据中心进行国产化替代基本上已经成为必须要求。”AI芯片从业者也表示。


不过,目前国内有机会替代英伟达GPU的产品还几乎没有,遇到了比较大的落地挑战,中国AI芯片公司的发展任重道远。


为何发展高端GPU如此之难呢?


总的来看,技术架构为GPU的硬件壁垒,算法及生态是GPU的软实力所在。缺一不可,壁垒极高。具体来看:


硬件架构方面,GPU结构精密复杂,是长期技术演进的结果。高级图形处理步骤较多,包括顶点处理、光栅化、纹理贴图等步骤,给予支持的是底层精密 复杂的硬件结构。以英伟达2018年推出的Turing架构为例,其包含4608个CUDA Core、576个深度学习矩阵运算单元、72个光追单元等。


算法方面,GPU图形渲染需用到计算图形学,涉及数学、物理等多学科知识。模拟真实世界时,即便是树叶抖动、风吹发丝、水波荡漾这样看似平常的场景,若想在计算机上实现,都需要大量图形算法。


生态方面,分析师指出,软件生态是GPU厂商的重要竞争屏障。还是以龙头英伟达为例,公司已与行业伙伴形成商业合作/互相授权,同时,还推出供软件开发人员使用的CUDA平台,形成开发人员社区生态。


东吴证券也指出,由于缺少像ARM一样的第三方IP授权厂商,GPU设计商必须完全自主研发,从零做起,难度较大,堪称一条“孤独的奋斗之路”。


注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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