打破头部厂商AI霸权,国产ASIC芯片想突围

芯有芯的小事 2024-08-06 18:14:48

自从AI大模型开始变“小”,进入手机端、PC端乃至自动驾驶的汽车中,硬件设备能不能正常处理这些数据模型就成了新问题,也就是硬件怎么跟上软件的发展?NPU(神经网络处理器)这个原先有点鸡肋的芯片,在AI应用的快速发展中地位陡升。

ASIC芯片:算力芯片高增长关键赛道

ASIC芯片的优点在于,它可以根据具体的应用场景,对芯片的架构、功能、性能和功耗进行定制化优化,从而实现更高的计算效率、更低的成本和更小的体积。

ASIC芯片的缺点在于,它的开发周期较长,成本较高,通用性较差,难以适应快速变化的需求和算法。

那么,ASIC芯片为什么会成为AI芯片的高增长关键赛道呢?这主要是因为,随着AI技术的发展,尤其是生成式AI和大语言模型的兴起,对于芯片的算力需求和能耗控制越来越高。

到2025年,ASIC芯片在数据中心的推理和训练应用的占比将分别达到40%和50%,在边缘计算的推理和训练应用的占比将分别达到70%和70%。这说明ASIC芯片在AI芯片市场的份额将大幅提升,成为主流的选择。

ASIC芯片在AI领域的应用主要有两个方向:一是云端的AI加速,二是端侧的AI加速。

云端的AI加速主要是指在数据中心为大规模的AI训练和推理提供高性能的计算支持,例如谷歌的TPU、英特尔的Gaudi、英伟达的Orin等。

端侧的AI加速主要是指在智能终端、智能驾驶、工业智能等场景为实时的AI推理提供低功耗的计算支持,例如华为的昇腾、地平线的征程、百度的昆仑等。

目前,全球ASIC芯片的竞争格局还没有形成明显的头部效应,各个厂商都在不断地创新和迭代,试图抢占先机和市场份额。

在这个过程中,我国的ASIC芯片企业也表现出了强劲的发展势头,涌现出了一批优秀的创新者和领跑者,如寒武纪、澜起科技、黑芝麻、地平线、华为海思、百度、阿里巴巴等。

其中,寒武纪和澜起科技是国内最早涉足ASIC芯片的企业,也是目前国内最大的两家ASIC芯片厂商,其产品已经广泛应用于云计算、边缘计算、智能终端等领域,部分技术指标已经达到国际领先水平。

国内芯片厂商的突破口

之所以深挖ASIC,也是因为在美国“精准”的限芯阻击下,我国不仅难进口尖端芯片,也难获得最新的芯片生产工具,包括设计软件。但是考虑到高端GPU的追赶难度,ASIC或许是我国AI企业的好机会。

在ASIC设计服务市场中参与厂商众多,除了博通,还有Marvell、联发科、智原科技(Faraday)、创意电子(GUC)、世芯电子(alchip)等等。不过在全球市场中,ASIC并没有绝对的龙头,国内芯片厂商寒武纪、地平线、澜起科技、壁仞等都有参与的优势和机会。

其实以阿里和百度为例,无一不是一边大量采购英伟达GPU,一边自研AI训练芯片,比如阿里的含光芯片、百度的昆仑芯片。这也印证了业内人士的判断:在短期内,互联网大厂为了追赶OpenAI,会使用英伟达现有产品,但随着大模型应用场景越来越多,将本增效会成为一个必然的商业考量,整个AI芯片行业都会受益。

而在国产替代的迫切需求下,国内厂商的深度神经网络加速ASIC芯片肯定也会迎来利好。2017年,华为发布的首款旗舰手机芯片“麒麟970”,就搭载了寒武纪的NPU模块;2018年,华为推出“麒麟980芯片”,同样也搭载了寒武纪的NPU。

但是整体性能的达标不是唯一。通用性、易用性和高性能是业内衡量AI专用芯片的三个维度,由于没有类似于英伟达CUDA这样强大的软件生态,适应各类AI算法就成了一个技术难点,国内芯片厂商很难在易用性上和英伟达抗衡。建立自己配套的AI软件生态,恐怕是国内厂商不得不面临的关卡。

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