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该如何打破AI芯片垄断霸权

文 / 币门户 来源 / 阅读 / 5804 3月前

继英伟达A100、H100芯片被禁止销往中国后,美国政府又发布一轮对华芯片“禁运”令。

10月25日,美国证券交易委员会(SEC)官网披露,英伟达此前递交的一份监管文件中所涉及的限制出口的GPU芯片禁令,立即生效。

值得深思的是,这一事件恰恰发生在中美关系有所缓和的背景下。该项禁令最早由美国商务部发布于10月17日,原有30天的公示期,但这一短暂的窗口期,8天后就戛然而止。

受此影响,当前国内AI企业疯狂采购导致价格暴涨的英伟达A800/H800已经断供,其他大厂诸如AMD的MI250芯片,英特尔的Gaudi2数据中心也被禁止出售给中国客户。

此次出口管制对芯片的性能密度、出口的国家范围、芯片制造的设备许可都做出了具体的要求,甚至还把13家中国GPU企业列入“实体黑名单”。

该意图很明显,就是想尽各种办法,全方位锁死中国AI的发展,就像《三体》中智子封堵人类科技那样。

AI的基础是算力,算力的基础是芯片。面对更加猛烈的芯片制裁,中国AI产业的发展,只剩下国产替代华山一条路。

01

新的禁令

无死角、全方位的封堵。

“卧榻之侧岂容他人鼾睡。”

北宋开国皇帝赵匡胤,曾对南唐后主李煜派来的江南辩才徐铉如此说道。

当前,美国政府也有同样的心态。眼看着中国问鼎世界动力电池、新能源汽车、光伏等高科技产业,在AI这一关系未来科技的金字塔领域,美国不容许中国再度挑战他的科技霸主地位。

2018年,中兴通讯被美国“封杀”;2020年,华为因被美实施制裁,麒麟高端芯片成为绝唱;2022年10月,美国瞄准了AI芯片市场,英伟达最高端的A100、A800无法提供到中国市场。

一年之后,美国商务部再度抡起大棒,对英伟达供应中国的“替代版”也进行封杀。相比去年,更新后的规定进一步升级,试图切断逃避限制的各种途径:

其一,管制标准方面,用性能密度替代宽带参数。禁止向中国出售运行速度为300TFLOPS(一万亿运算/秒)及以上的芯片,速度为150-300TFLOPS的芯片的性能密度为每平方毫米370GFLOPS(十亿次运算/秒)或更高,也将被禁止销售。

其二,出口许可的范围扩大到40多个国家和地区,防止这些芯片从其他国家辗转进入中国。

其三,对21个国家的芯片制造设备提出许可要求,扩大禁止进入这些国家的设备清单名录,限制中国14纳米以下先进芯片的制程能力。

其四,将壁仞科技、摩尔线程等13家中国GPU企业列入“实体名单”,切断中国创业公司与台积电的联系。

根据测算,按照性能要求,目前市面上主流的AI芯片基本被掐死。英伟达的A100、A800、H100、H800、L40S乃至AMD MI250系列以及英特尔Gaudi2都受到影响。

消费级的RTX4090显卡和性能较低的L40虽没有纳入“限售令”,但企业必须在出口速度超过300 TFLOPS的芯片时上报,以防止这些产品用于AI大模型的训练。

此外,美国滥用长臂管辖,对芯片代工厂发出警告,包含500亿或更多晶体管、并使用高带宽内存的芯片,出口商都要格外注意,需要许可证才能向中国发货。

为上述13家实体清单企业代工,必须获得美国商务部工业与安全局(BIS)许可,而一旦缺少高端代工厂,这些企业的芯片只能存留在纸面上。

对于光刻机这类的高端芯片设备,美国更是高度警惕,以防止这些工具转移到中国。此前,EUV光刻机已全面被禁,新的规定中,阿斯麦ASML的DUV光刻系统也受到限制,防止向中国的芯片制造厂运输较旧的DUV型号和配件。

梳理英伟达的产品库,目前“幸免于难”的似乎只有V100了,该芯片相互通信速率为300 GB/s,运行速度最大为125 TFLOPS,可这样的性能根本无法胜任目前AI应用的要求。

美国商务部这一新规,就是要通过“性能+渠道+实体清单+长臂管辖”,对中国AI产业进行无死角、全方位的封堵。

就像一道道铁栅,横亘在中国通往高科技的愿景和真实的市场需求之间。

02

算力霸权

无休止的打压和封锁。

如孟晚舟所说,算力大小决定着AI迭代与创新的速度,也影响着经济发展的速度。

放眼全球,美国占据高端芯片金字塔顶端,并利用国家强权对产业链进行把控,对台积电等企业进行拉拢,以达到孤立中国的目的。

美国之所以能够为所欲为,源于强大的科技实力。资料显示,ChatGPT-3的训练算力消耗极为庞大,达到了3640PF-days(每秒计算一千万亿次,需要计算3640天),相当于6000枚英伟达A100芯片,若考虑互联损失的情况,需要储备一万张A100作为算力基础。

也就是说,中国AI企业要想跟上OpenAI的脚步,最起码要拥有一万张A100 打底。

而GPT-4大约要在25000个A100上训练90到100天;至于下一代模型GPT-5,按照马斯克的说法,可能需要30000-50000块H100。

别忘了,这还只是推向市场前的训练阶段,在运营阶段,以GPT-3为例,维持5000万的日活用户需要16255颗A100芯片。

因此,在轰轰烈烈的大模型运动中,中国企业对英伟达芯片的需求量暴增。英国《金融时报》此前报道,阿里、腾讯、字节跳动、百度等中国互联网大厂向英伟达送出了50亿美元的A800芯片订单,预计今明两年交付。但如今,这些希望都已破灭。

如今,AI世界的“入场券”牢牢掌控在英伟达等美国企业手中,英伟达目前占据全球数据中心 AI 加速市场82%的份额,Al 训练领域的市占率更是高达惊人的95%。这种优势可能比PC时代的“Wintel联盟”,移动时代的高通+谷歌(安卓),更加可怕。

高度寡头垄断助推英伟达成为AI战场的最大赢家,市值突破1万亿美元,是目前世界上市值最高的芯片企业,业绩更是大幅飙升,刷新历史新高。

一方面,英伟达、AMD和英特尔瓜分AI芯片市场;另一方面,考虑到芯片产业链处于全球化大分工的状态,尤其是代工必须仰仗台积电,为此,美国威逼利诱台积电赴美建厂。

同时,随意更改贸易准入许可,去年的规定要求算力超过600T的产品不能使用台积电代工。也就是说,国内AI芯片工艺被限制在7nm的阈值,但还可以通过Chiplet封装工艺将多个芯片高速互联,实现算力的提升。不过,刚刚生效的禁令,以性能密度为限制标准,就是要封堵住Chiplet的漏洞。

可以看出,美国正想尽各种办法,维系自己的科技霸主地位。一旦感受到自己的地位遭到挑战,便对其进行无休止的打压和封锁。

随着禁令出台,英伟达也颇为受伤,上述50亿美元的订单大概率基本泡汤。自17日新规发布后,股价至10月31日下跌了近12%。

要知道,英伟达约50%的收入来自数据中心芯片,中国贡献了21.4%的收入,大陆地区还长期是其除美国本土以外的最大市场。

03

击碎铁栅

国内AI芯片并非不能用,而是不好用。

新的出口管制出台后,中国AI芯片只剩下自立自强一条路。

欣慰的是,此前华为5G芯片的横空出世,让中国企业看到了曙光。在重重封锁之中,依然能杀出一条血路,证明中国芯片取得了长足的进步,没有美国技术,也能寻找到替代方案。

此前过度依赖英伟达,而当下美国步步紧逼,扶持培育本土产业链成为唯一出路。

但这并非简单地用国产芯片替代进口货这么简单,正所谓牵一发而动全身,既要顶层政策的支持,还需要市场化运作,当然更需要全产业链和底层技术的跃进。

当前,国内的追赶者主要分为三类企业,一是“华为+BAT”等大型科技企业;二是中科曙光+海光信息之类的国资背景企业;三是景嘉微、壁仞科技、寒武纪、摩尔线程、天数智心、燧原科技等民营及创业型公司。

性能上看,华为昇腾910、海光信息的深算二号,可以直接对标英伟达A100,据说能够达到其80%的性能,科大讯飞董事长刘庆峰还表示,华为的GPU技术现在已经与英伟达的A100相当,他甚至称基于此研发的星火大模型已经可以比肩甚至超越ChatGPT。

初创企业中的摩尔线程,其幕后掌舵人张建中曾任职英伟达中国区总经理;沐曦的C100预期性能对标英伟达的H100,壁仞的BR100据称能超越A100。

但这些产品都存在几大系统性问题,一是台积电的代工被封锁后,只能期待中芯国际的7nm工艺;其次,生态问题,虽然上述企业中仅有海光信息实现大幅盈利,业绩和市值上都取得了成功,但其依赖AMD的x86架构授权也不足以和英伟达抗衡;

最后,纸面参数≠实际应用,国内AI芯片并非不能用,而是不好用。据说,今年6月,一些地方政府建设算力中心时,曾向承建方提议采购部分国产AI芯片,但被承建方企业拒绝了,而这家企业还是国资背景。理由是,相比英伟达的AI芯片,国产芯片性能不足、不够好用。

一些地方政府或企业为了响应国产替代的号召,或是为了支持国货,采购了少量的国产芯片,但只是放在仓库里积灰生锈,并未使用。

而且,由于起步晚、迭代慢、效率低,即便价格更便宜,但国产AI芯片推向市场将产生巨大的试错成本。摩尔定律在当今的半导体产业日渐失效,可产品依然跟随市场进行升级换代,而本土产品缺乏实际的大规模应用,导致无法获得正向反馈,发展节奏就会更慢。

一旦先发者形成生态垄断,后进者取胜的概率极小,PC时代和移动时代的教训还历历在目。

这是一个持续的负向循环,打破这一症结,繁荣市场生态刻不容缓。

华为已经开始布局,昇腾生态覆盖了整机硬件、应用软件等等层面。并在东数西算等重要节点,携手地方政府、企业、高校、医院、科研机构使用算力。

这是一步非常关键的棋,不然徒有产品,而无应用和推广,即便生产出来,也只能用于展示。

04

写在最后

管制新规出炉后,黄仁勋的回应耐人寻味:

英伟达会遵循相关规定……我们也会尽量支援各个市场需求,支持中国大陆市场客户。中国当地也有不少很好的科技厂商,例如华为等,英伟达也必须努力与当地产业竞争,再观察结果。

对美国政府“鹰派”作风的无奈,对中国市场的恋恋不舍,对中国优秀科技企业的尊重,都体现了出来,其心态矛盾又颇为复杂。

但黄仁勋的情感并不能当饭吃,中国AI发展只有自立自强华山一条路。

从成功者身上获取经验并不寒碜,美国科技产业的强大,离不开各个层面的全面繁荣,OpenAI的研发和产品,英伟达的芯片为后盾,盟友台积电的鼎力支持,微软的投资和应用,庞大的人才储备和雄厚的资本,都是其成功的关键。

当下,中国拥有不乏资本,更不缺市场,人才梯队也在稳步建立。有华为5G突围的珠玉在前,AI芯片也并非不可能。

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