來(lái)了,，新一輪的出口禁令又來(lái)了,。美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間 8 月 31 日,，GPU 巨頭英偉達(dá)在一份監(jiān)管文件中披露，美國(guó)政府已推出一項(xiàng)新的出口許可管制,，將影響英偉達(dá)向中國(guó)出口兩款高性能 GPU 產(chǎn)品,。
高性能 GPU 是什么？
談及 GPU,，數(shù)碼愛(ài)好者都不陌生,。GPU 中文全稱為圖形處理器，也叫顯示核心,、視覺(jué)處理器、顯示芯片,，一般用于個(gè)人電腦,、游戲機(jī)等電子設(shè)備。在中文語(yǔ)境中,，很多人喜歡用“顯卡”一詞來(lái)代替 GPU,。市場(chǎng)中常見(jiàn)的 GPU 有英偉達(dá) GTX 3090、英偉達(dá) GTX 3080Ti,、AMD 6900 XT 等,。
然而，這次涉及的 GPU 并非上述型號(hào),，而是消費(fèi)電子市場(chǎng)中并不常見(jiàn)的英偉達(dá) A100,、H100 兩款芯片。
事實(shí)上,，GPU 分為很多種,，對(duì)于玩游戲、做設(shè)計(jì)的普通用戶來(lái)說(shuō),，個(gè)人電腦需要配備一個(gè) GPU,，然后將顯示器的接口插到 GPU 板的接口上，就能讓游戲擁有更高畫質(zhì),，讓 PS,、PR 等軟件運(yùn)行更加流暢。這些主要用于個(gè)人用戶的 GPU,，也是大眾最為熟知的產(chǎn)品形式,。
不過(guò)，在 GPU 領(lǐng)域,，還有一類產(chǎn)品叫計(jì)算卡,，用于大型的計(jì)算工作，比如深度學(xué)習(xí),、地球天氣模擬等等,。這些工作涉及大量圖形計(jì)算運(yùn)輸,，GTX 3090 等顯卡難以滿足要求。因此,，英偉達(dá)先后推出了 A100 和 H100 系列計(jì)算卡,。
其中， A100 由 540 億個(gè)晶體管組成,，針對(duì)稀疏矩陣運(yùn)算的加速功能,，對(duì)于 AI 推理和訓(xùn)練來(lái)說(shuō)特別有用。此外,，采用英偉達(dá) NVLink 互連技術(shù)可以讓多個(gè) A100 GPU 連起來(lái)用于更大規(guī)模的 AI 推理工作,。簡(jiǎn)而言之，這是一款針對(duì) AI 領(lǐng)域?qū)ｉT優(yōu)化過(guò)的 GPU,，特別適合機(jī)器學(xué)習(xí)工作站,、超級(jí)計(jì)算機(jī)等一系列產(chǎn)品。
A100 性能強(qiáng)悍,，可在 H100 面前就有點(diǎn)小巫見(jiàn)大巫,。H100 專門針對(duì)面向高性能計(jì)算（HPC）和數(shù)據(jù)中心打造，擁有 800 億晶體管,，采用目前最為先進(jìn)的臺(tái)積電 4nm 制程工藝,。英偉達(dá)表示，H100 GPU 在 FP16,、FP32 和 FP64 計(jì)算方面比其上一代 A100 快三倍,，在 8 位浮點(diǎn)數(shù)學(xué)方面快六倍。
價(jià)格上,，英偉達(dá) H100 于今年 8 月登陸日本供應(yīng)商 GDEP 的網(wǎng)站上,，其售價(jià)為 4313000 日元（不含消費(fèi)稅配送費(fèi)，約合人民幣 21．6 萬(wàn)元）,。
哪些行業(yè)受到影響,？
售價(jià)幾十萬(wàn)的計(jì)算卡，自然不會(huì)影響普通消費(fèi)者,。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng),，A100 與 H100 的消費(fèi)群體主要是企業(yè)用戶與政府機(jī)構(gòu)。在英偉達(dá)官網(wǎng)上可以發(fā)現(xiàn),，蔚來(lái),、上海市磁共振實(shí)驗(yàn)室、騰訊 PCG,、阿里云,、火山引擎等等。
以蔚來(lái)汽車為例,，通過(guò) A100 構(gòu)建綜合全面的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施,，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā) AI 驅(qū)動(dòng)的軟件定義汽車,。憑借 A100 高性能計(jì)算，蔚來(lái)可以在復(fù)雜的深度學(xué)習(xí)模型上不斷迭代,，在閉環(huán)環(huán)境下構(gòu)建自動(dòng)駕駛算法,。
通俗地說(shuō)，蔚來(lái)采集車隊(duì)每年產(chǎn)生海量數(shù)據(jù),，這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心,，在采集、整理,、標(biāo)記之后,，通過(guò) A100 高性能計(jì)算卡進(jìn)行深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算，從而對(duì)已有的自動(dòng)駕駛算法進(jìn)行優(yōu)化,。
至于騰訊 PCG,，主要使用 A100 進(jìn)行用戶推薦。日常生活中,，我們使用騰訊看點(diǎn)、騰訊新聞,、騰訊視頻等產(chǎn)品,，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)推薦內(nèi)容，而這套推薦系統(tǒng)叫無(wú)量推薦系統(tǒng),。
騰訊無(wú)量推薦系統(tǒng)支持日活躍用戶達(dá)數(shù)億級(jí)別,，日均調(diào)用服務(wù)達(dá)千億級(jí)別，在這背后,，也離不開(kāi) A100,。在傳統(tǒng)推薦系統(tǒng)架構(gòu)，無(wú)量推薦系統(tǒng)使用大量 CPU 資源,，通過(guò)分布式架構(gòu)實(shí)現(xiàn)模型訓(xùn)練與部署,。而通過(guò)使用 A100 GPU 訓(xùn)練和推理，單機(jī)多卡的 GPU 算力可以達(dá)到數(shù)十臺(tái) CPU 機(jī)器的算力,。
說(shuō)到推薦算法,，肯定離不開(kāi)字節(jié)跳動(dòng)，畢竟今日頭條與抖音第一次讓世界認(rèn)識(shí)到個(gè)性化推薦的魅力,。字節(jié)跳動(dòng)旗下火山引擎有一項(xiàng)火山拍照識(shí)別功能,，為用戶提供以手機(jī)拍照作為輸入的搜索功能。
該功能包含 10 萬(wàn)＋ 事物識(shí)別,，涉及大規(guī)模細(xì)粒度圖像識(shí)別,，實(shí)現(xiàn)難度非常大。為了獲得更高的推理速度,，火山引擎選用了 100 GPU 作為計(jì)算平臺(tái),，成功將百萬(wàn)級(jí)別圖片訓(xùn)練的每次迭代訓(xùn)練周期從 5 天縮短至 3 天左右,，大幅度提高了火山引擎線上服務(wù)速度。
從智能汽車,、算法推薦到醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室,，英偉達(dá) A100 計(jì)算卡憑借其強(qiáng)大快速的計(jì)算能力為國(guó)內(nèi)眾多行業(yè)賦能。在計(jì)算速度,、效率與能耗領(lǐng)域,，確實(shí)有不可替代的優(yōu)勢(shì)。至于更加強(qiáng)大的 H100 計(jì)算卡,，因?yàn)樯形丛趪?guó)內(nèi)發(fā)售,，所以暫時(shí)不會(huì)對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)造成多大影響。
國(guó)內(nèi)企業(yè)如何應(yīng)對(duì),？
A100 非常強(qiáng),、H100 無(wú)敵強(qiáng)，可這畢竟是人家的產(chǎn)品,，出口許可管制生效之后,，國(guó)內(nèi)企業(yè)很難及時(shí)獲得產(chǎn)品。那么,，在此背景下國(guó)產(chǎn)企業(yè)又該如何應(yīng)對(duì)呢,？
首先來(lái)看蔚來(lái)、騰訊,、字節(jié)跳動(dòng)等下游企業(yè),，A100 計(jì)算卡最大的優(yōu)勢(shì)在于計(jì)算速度快、效率高,、能耗低,。
GPU 行業(yè)人士表示，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在計(jì)算數(shù)據(jù)中心整體成本支出時(shí),，高端產(chǎn)品一次性購(gòu)買成本,、機(jī)架占位／人工服務(wù)費(fèi)（運(yùn)維）、電費(fèi)三者所占比重大約為 3：3：4,。如果英偉達(dá) A100,、H100 被禁用，那么只能采用 12nm 的 V100 產(chǎn)品,，考慮到電費(fèi),、機(jī)架費(fèi)用帶來(lái)的費(fèi)用，整體成本支出將超過(guò) 3 倍,。
成本支出提高意味著企業(yè)需要承擔(dān)更大的財(cái)務(wù)壓力,，不過(guò)這也說(shuō)明 A100、H100 并非不可替代,，通過(guò)尚未禁售的中低端計(jì)算卡組合,，同樣可以實(shí)現(xiàn)目前的效果,。
接下來(lái)再看 GPU 廠商，目前英偉達(dá)主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手為 AMD,，同樣也是一家美國(guó)公司,。據(jù)報(bào)道，AMD 旗下高端計(jì)算卡同樣面臨出口許可管制,，因此使用 AMD 產(chǎn)品替代英偉達(dá)產(chǎn)品并不現(xiàn)實(shí),。
國(guó)外 GPU 企業(yè)靠不住，那么只有從國(guó)內(nèi)企業(yè)中尋找,。近幾年,，國(guó)內(nèi)大量芯片初創(chuàng)公司都瞄準(zhǔn)了 GPU 領(lǐng)域，他們與老牌企業(yè)龍芯,、海光一起,，構(gòu)成了 GPU 領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)替代的主力軍。
今年 7 月,，龍芯中科發(fā)布 7A2000 橋片,，集成了龍芯自研統(tǒng)一渲染架構(gòu)的 GPU 模塊，這款產(chǎn)品支持 OpenGL2．1,，搭配 32 位 DDR4 顯存接口,，最大支持 16GB 顯存容量。據(jù)推測(cè),，這款產(chǎn)品性能相當(dāng)于 AMD 十多年前的核顯。
十年前的核顯顯然滿足不了人們的需求,，今年上半年,，另一家芯片公司摩爾線程發(fā)布 MTT S60 多功能智能顯卡。這款產(chǎn)品采用 12nm 制程,，包含 2048 個(gè) MUSA 核心,，單精度算力最高可達(dá) 6TFlops，配置 8GB 顯存,。據(jù)介紹,，性能堪比英偉達(dá) GTX1070。只可惜,，這款產(chǎn)品依然是消費(fèi)級(jí) GPU,，并不能替代 A100、H100 這類企業(yè)級(jí) GPU,。
在高端 GPU 領(lǐng)域,，國(guó)產(chǎn)企業(yè)同樣在進(jìn)步。海光的 DCU Z100 加速卡,，專門針對(duì)深度計(jì)算開(kāi)發(fā),。去年,，百度飛槳深度學(xué)習(xí)框架與海光人工智能加速卡DCU 系列進(jìn)行了安裝部署測(cè)試、基本功能測(cè)試和穩(wěn)定性兼容性測(cè)試,。聯(lián)合測(cè)試結(jié)果顯示百度飛槳深度學(xué)習(xí)框架在海光 DCU 系列以及海光 3000,、5000、7000 系列 CPU 環(huán)境上均能順利安裝,。
性能上,，海光 Z100 對(duì)標(biāo) AMD MI100 系列，同時(shí)兼容 AMD 的 ROCM 生態(tài),，雖然不如英偉達(dá)生態(tài)豐富,，但是可以實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。
此外,，上個(gè)月 9 號(hào),，國(guó)產(chǎn)初創(chuàng)企業(yè)壁仞科技發(fā)布 BR100 計(jì)算卡。據(jù)介紹,，這款產(chǎn)品是國(guó)內(nèi)算力最大的通用 GPU 芯片,，采用成熟的 7nm 工藝，并結(jié)合了 Chiplet 技術(shù),。在發(fā)布會(huì)上,，壁仞科技表示，BR100 擁有全球最高算力,，峰值算力達(dá)到了市場(chǎng)在售旗艦產(chǎn)品的三倍以上,，16 位浮點(diǎn)算力達(dá)到 1000T 以上、8 位定點(diǎn)算力達(dá)到 2000T 以上,，單芯片峰值算力達(dá)到PFLOPS級(jí)別,。
通過(guò)已知數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，壁仞科技所說(shuō)的市場(chǎng)在售旗艦產(chǎn)品正是英偉達(dá) A100 GPU,。如果壁仞科技這款產(chǎn)品真的可以超越英偉達(dá) A100,，部分性能甚至超越 H100，那么美國(guó)所謂的出口許可管制將會(huì)成為一個(gè)笑話,。當(dāng)然,，BR100 目前尚未量產(chǎn)，還處在 PPT 階段,，具體性能如何還需市場(chǎng)檢驗(yàn),。
從龍芯中科、摩爾線程到海光,、壁仞科技,，可以看出國(guó)產(chǎn)企業(yè)正在 GPU 領(lǐng)域奮起直追。出口許可管制并不會(huì)打垮中國(guó)超算中心、深度學(xué)習(xí)行業(yè),，反而有可能促進(jìn)中國(guó)獨(dú)立自主的 GPU 產(chǎn)業(yè)走向成熟,。
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