01
ASIC是概念还是真需求?
说起AI芯片,大家第一反应就是英伟达的GPU,但GPU只是其中一部分。
目前,主流AI芯片主要分为三类:以GPU为代表的通用芯片、以ASIC定制化为代表的专用芯片以及以FPGA为代表的半定制化芯片。
GPU以英伟达为代表,而ASIC则以博通最为突出、Marvell次之。
ASIC,是一种为了专门目的或者算法而设计的芯片。这并不代表简单,而是代表面向的需求。
当下,ASIC芯片的主要根据运算类型分为了TPU、DPU和NPU芯片,分别对应了不同的基础计算功能。
TPU即为谷歌发明的AI处理器,主要支持张量计算;DPU则是用于数据中心内部的加速计算;NPU则是对应了上一轮AI热潮中的CNN神经卷积算法,后来被大量SoC进了边缘设备的处理芯片中。
尽管英伟达的AIGPU性能卓越,但云服务提供商如谷歌、亚马逊和微软,仍在积极推动ASIC芯片。
那么,为什么谷歌、亚马逊、微软等科技巨头需要去开发一款专用的ASIC芯片呢?
这背后的驱动力,主要是有两点。
一方面,优化内部工作负载。
要知道,英伟达芯片不仅贵,还很难买。而且,买完硬件还需要用英伟达的CUDA软件,配上英伟达NV Link网络传输,才能够实现GPU之间的高速数据共享。换句话说,就是被英伟达拿捏得死死地。
但是,如果通过开发自定义芯片,就可以更高效地满足其内部AI推理和训练需求。
另一方面,更高的性价比。
虽然英伟达的GPU具备强大的计算性能,但其硬件价格昂贵,特别是在AI训练过程中。相比之下,ASIC的单位成本更低,尤其是在大规模使用后。
例如,亚马逊的Trainium芯片在推理任务中比英伟达的H100GPU便宜约30%至40%。谷歌也在不断优化其TPU系列,最新的TPUv6在能效上比上一代提升67%。
英伟达GPU目前在推理市场中市占率约80%,但随着大型科技公司定制化ASIC芯片不断涌现,这一比例有望在2028年下降至50%左右。
可以看出,ASIC不只是个概念,而是实实在在的高需求芯片。
02
从博通看ASIC发展
从现在的技术来看,博通是否真的有能力抗衡英伟达?
目前,英伟达生态系统的技术护城河主要靠三张王牌:硬件GPU、软件CUDA和网络传输NVLINK。其中,NV LINK是英伟达早在2016年开发私用专用网络协议,其他公司根本无法与之抗衡,比如AMD。
但博通就不一样了,他本身就是做网络的,公司在网络芯片、交换机和路由器方面有强大的技术积累,这方面不比英伟达NV LINK差。
所以,当博通做出定制芯片之后,客户并需要考虑是否兼容英伟达的CUDA,只要能跑自家公司的算法,系统和模型就足够了。
简单来说就是:
博通AI定制芯片+客户自己的软件+博通网络VS英伟达GPU+英伟达CUDA+NV LINK。
所以,客户只要能够在自己的圈子里跑自己的模型、系统和算法即可,如果客户没有,博通也能解决这些问题。
博通凭借自己的技术实力,目前以55%-60%的份额位居ASIC市场第一,Marvell以13%-15%的份额位列第二。英伟达现如今也不甘示弱,在2024年3月建立新业务部门,布局ASIC芯片领域。
博通的财报相当亮眼,博通2024财年营收约为516亿美元,同比增长了44%,创下了历史新高,其中AI收入增长220%,达到122亿美元,下季度预计再增65%。
另一巨头Marvel自推出相关业务以来,已设计超过2000款ASIC,曾受亚马逊、谷歌、微软邀请开发定制AI芯片。
以博通为代表的供应商最新交出的亮眼财报,已经能够证明ASIC需求的强劲程度。
而且,根据博通CEO预计,2027年市场对ASIC芯片的需求规模为600亿-900亿美元。
可以看出,ASIC芯片的未来大有可为。
03
国内ASIC芯片格局
在科技狂潮席卷的当下,时势造英雄。
目前,国内的盛科通信、澜起科技和芯原股份跟博通关联较高。
盛科通信是国产交换机芯片领域的龙头,主要做交换机芯片的国产替代;澜起科技旗下拥有津逮服务器,可以做ASIC芯片服务器;芯原股份做芯片IP授权,部分ASIC芯片需要用到芯原股份的技术架构。
国内华为昇腾、寒武纪、燧原科技等厂商产品也均基于ASIC架构,不过还没形成明显的头部厂商。
除此之外,国内的山石网科、云天励飞、中昊芯英(科德教育参股)、淳中科技、广合科技、天融信、瑞斯康达等在这一领域也有布局。
其中,科德教育虽是教育公司,凭借参股中昊芯英,已成功量产前沿TPU芯片。
在AI芯片领域,TPU厂商并不多见。中昊芯英是国内唯一掌握TPU架构训推一体AI芯片核心技术的公司,能够为国内AI产业提供自主可控方案。
从业绩上看,中昊芯英是国内AI芯片唯二盈利的企业(另一个为华为海思),自我造血能力强。
04
总结
最后,别忘了点“在看”。