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記錄生活經驗與點滴

該如何打破AI晶片壟斷霸權

該如何打破AI晶片壟斷霸權

2023-11-03 Comments 0 Comment

繼英偉達A100、H100晶片被禁止銷往中國後,美國政府又發布一輪對華晶片「禁運」令。10月25日,美國證券交易委員會(SEC)官網揭露,英偉達先前遞交的一份監管文件中所涉及的限制出口的GPU晶片禁令,立即生效。

值得深思的是,這事件恰恰發生在中美關係有所緩和的背景下。該禁令最早由美國商務部發佈於10月17日,原有30天的公示期,但這一短暫的窗口期,8天後就戛然而止。

受此影響,當前國內AI企業瘋狂採購導致價格暴漲的英偉達A800/H800已經斷供,其他大廠諸如AMD的MI250晶片,英特爾的Gaudi2數據中心也被禁止出售給中國客戶。

這次出口管制對晶片的性能密度、出口的國家範圍、晶片製造的設備許可都做出了具體的要求,甚至還把13家中國GPU企業列入「實體黑名單」。

這個意圖很明顯,就是想盡各種辦法,全方位鎖死中國AI的發展,就像《三體》中智子封鎖人類科技那樣。

AI的基礎是算力,算力的基礎是晶片。面對更猛烈的晶片製裁,中國AI產業的發展,只剩下國產替代華山一條路。

01

新的禁令

無死角、全方位的封堵。

“臥榻之側豈容他人鼾睡。”

北宋開國皇帝趙匡胤,曾對南唐後主李煜派來的江南辯才徐鉉如此說。

目前,美國政府也有同樣的心態。眼看著中國問鼎世界動力電池、新能源汽車、光伏等高科技產業,在AI這一關係未來科技的金字塔領域,美國不容許中國再次挑戰他的科技霸主地位。

2018年,中興通訊被美國「封鎖」;2020年,華為因被美實施制裁,麒麟高階晶片成為絕唱;2022年10月,美國瞄準了AI晶片市場,英偉達最高階的A100、A800無法提供到中國市場。

一年之後,美國商務部再度掄起大棒,對英偉達供應中國的「替代版」也進行封鎖。相較於去年,更新後的規定進一步升級,試圖切斷逃避限制的各種途徑:

其一,管制標準方面,以性能密度取代寬頻參數。禁止向中國出售運行速度為300TFLOPS(一萬億運算/秒)及以上的晶片,速度為150-300TFLOPS的晶片的性能密度為每平方毫米370​​GFLOPS(十億次運算/秒)或更高,也將被禁止銷售。

其二,出口許可的範圍擴大到40多個國家和地區,防止這些晶片從其他國家輾轉進入中國。

其三,對21個國家的晶片製造設備提出許可要求,擴大禁止進入這些國家的設備清單名錄,限制中國14奈米以下先進晶片的製程能力。

其四,將壁仞科技、摩爾線程等13家中國GPU企業列入“實體名單”,切斷中國新創公司與台積電的連結。

根據測算,依照性能要求,目前市面上主流的AI晶片基本上被掐死。英偉達的A100、A800、H100、H800、L40S甚至AMD MI250系列以及英特爾Gaudi2都受到影響。

消費級的RTX4090顯示卡和性能較低的L40雖沒有納入“限售令”,但企業必須在出口速度超過300 TFLOPS的晶片時上報,以防止這些產品用於AI大模型的訓練。

此外,美國濫用長臂管轄,對晶片代工廠發出警告,包含500億或更多電晶體、並使用高頻寬記憶體的晶片,出口商都要格外注意,需要許可證才能向中國發貨。

為上述13家實體清單企業代工,必須取得美國商務部工業與安全局(BIS)許可,而一旦缺少高端代工廠,這些企業的晶片只能存留在紙面上。

對於光刻機這類的高階晶片設備,美國更是高度警惕,以防止這些工具轉移到中國。先前,EUV光刻機已全面被禁,新的規定中,阿斯麥ASML的DUV光刻系統也受到限制,防止向中國的晶片製造廠運輸較舊的DUV型號和配件。

梳理英偉達的產品庫,目前「倖免於難」的似乎只有V100了,該晶片相互通信速率為300 GB/s,運行速度最大為125 TFLOPS,可這樣的性能根本無法勝任目前AI應用的要求。

美國商務部這項新規,就是要透過“性能+管道+實體清單+長臂管轄”,對中國AI產業進行無死角、全方位的封鎖。

就像一道道鐵柵,橫亙在中國通往高科技的願景和真實的市場需求之間。

02

算力霸權

無止盡的打壓和封鎖。

如孟晚舟所說,算力大小決定AI迭代與創新的速度,也影響經濟發展的速度。

放眼全球,美國佔據高階晶片金字塔頂端,利用國家強權對產業鏈進行把控,對台積電等企業進行拉攏,以達到孤立中國的目的。

美國之所以能夠為所欲為,源自於強大的科技實力。資料顯示,ChatGPT-3的訓練算力消耗極為龐大,達到了3640PF-days(每秒計算一千萬億次,需要計算3640天),相當於6000枚英偉達A100芯片,若考慮互聯損失的情況,需要儲備一萬張A100作為算力基礎。

也就是說,中國AI企業要跟上OpenAI的腳步,最起碼要擁有一萬張A100 打底。

而GPT-4大約要在25000個A100上訓練90到100天;至於下一代模型GPT-5,按照馬斯克的說法,可能需要30000-50000塊H100。

別忘了,這只是推向市場前的訓練階段,在運作階段,以GPT-3為例,維持5000萬的日活用戶需要16255顆A100晶片。

因此,在轟轟烈烈的大模型運動中,中國企業對英偉達晶片的需求量暴增。英國《金融時報》先前報道,阿里、騰訊、字節跳動、百度等中國互聯網大廠向英偉達送出了50億美元的A800晶片訂單,預計今明兩年交付。但如今,這些希望都已破滅。

現今,AI世界的「入場券」牢牢掌控在英偉達等美國企業手中,英偉達目前佔據全球資料中心AI 加速市場82%的份額,Al 訓練領域的市佔率更是高達驚人的95%。這種優勢可能比PC時代的“Wintel聯盟”,行動時代的高通+Google(Android),更可怕。

高度寡占助推英偉達成為AI戰場的最大贏家,市值突破1兆美元,是目前全球市值最高的晶片企業,業績更是大幅飆升,刷新歷史新高。

一方面,英偉達、AMD和英特爾瓜分AI晶片市場;另一方面,考慮到晶片產業鏈處於全球化大分工的狀態,尤其是代工必須仰仗台積電,為此,美國威逼利誘台積電赴美建廠。

同時,隨意更改貿易准入許可,去年的規定要求算力超過600T的產品不能使用台積電代工。也就是說,國內AI晶片製程被限制在7nm的閾值,但還可以透過Chiplet封裝製程將多個晶片高速互聯,實現算力的提升。不過,剛生效的禁令,以效能密度為限制標準,就是要封鎖Chiplet的漏洞。

可以看出,美國正想盡各種辦法,維繫自己的科技霸主地位。一旦感受到自己的地位遭到挑戰,便對其進行無止盡的打壓和封鎖。

隨著禁令出台,英偉達也頗為受傷,上述50億美元的訂單大概率基本上泡湯。自17日新規發布後,股價至10月31日下跌了近12%。

要知道,英偉達約50%的收入來自資料中心晶片,中國貢獻了21.4%的收入,大陸地區也長期是其除美國本土以外的最大市場。

03

擊碎鐵柵

國內AI晶片並非不能用,而是不好用。

新的出口管制出台後,中國AI晶片只剩下自立自強一條路。

欣慰的是,此前華為5G晶片的橫空出世,讓中國企業看到了曙光。在重重封鎖之中,依然能殺出一條血路,證明中國晶片取得了長足的進步,沒有美國技術,也能尋找到替代方案。

先前過度依賴英偉達,而當下美國步步緊逼,扶持培育本土產業鏈成為唯一出路。

但這並非簡單地用國產晶片取代進口貨這麼簡單,正所謂牽一發而動全身,既要頂層政策的支持,還需要市場化運作,當然更需要全產業鍊和底層技術的躍進。

目前,國內的追趕者主要分為三類企業,一是「華為+BAT」等大型科技企業;二是中科曙光+海光資訊之類的國資背景企業;三是景嘉微、壁仞科技、寒武紀、摩爾線程、天數智心、燧原科技等民營及創業型公司。

性能上看,華為昇騰910、海光資訊的深算二號,可以直接對標英偉達A100,據說能夠達到其80%的性能,科大訊飛董事長劉慶峰還表示,華為的GPU技術現在已經與英偉達的A100相當,他甚至稱基於此研發的星火大模型已經可以比肩甚至超越ChatGPT。

新創公司中的摩爾線程,其幕後掌舵人張建中曾任職英偉達中國區總經理;沐曦的C100預期性能對標英偉達的H100,壁仞的BR100據稱能超越A100。

但這些產品都存在幾大系統性問題,一是台積電的代工被封鎖後,只能期待中芯國際的7nm製程;其次,生態問題,雖然上述企業中僅有海光資訊實現大幅獲利,業績和市值上都取得了成功,但其依賴AMD的x86架構授權也不足以和英偉達抗衡;

最後,紙面參數≠實際應用,國內AI晶片並非不能用,而是不好用。據說,今年6月,一些地方政府建設算力中心時,曾向承建方提議採購部分國產AI晶片,但被承建方企業拒絕了,而這家企業還是國資背景。理由是,相較於英偉達的AI晶片,國產晶片性能不足、不夠好用。

一些地方政府或企業為了響應國產替代的號召,或是為了支持國貨,採購了少量的國產晶片,但只是放在倉庫裡積灰生鏽,並未使用。

而且,由於起步晚、迭代慢、效率低,即便價格更便宜,但國產AI晶片推向市場將產生龐大的試誤成本。摩爾定律在當今的半導體產業日漸失效,可產品依然跟隨市場進行升級換代,而本土產品缺乏實際的大規模應用,導致無法獲得正向回饋,發展節奏就會更慢。

一旦先發者形成生態壟斷,後進者取勝的機率極小,PC時代和行動時代的教訓還歷歷在目。

這是一個持續的負向循環,打破這個癥結,繁榮市場生態刻不容緩。

華為已經開始佈局,昇騰生態涵蓋了整機硬體、應用軟體等等層面。並在東數西算等重要節點,攜手地方政府、企業、大學、醫院、研究機構使用算力。

這是一步非常關鍵的棋,不然徒有產品,而沒有應用和推廣,即便生產出來,也只能用於展示。

04

寫在最後

管制新規出爐後,黃仁勳的回應耐人尋味:

英偉達會遵循相關規定…我們也會盡量支援各個市場需求,支援中國大陸市場客戶。中國當地也有不少很好的科技廠商,例如華為等,英偉達也必須努力與當地產業競爭,再觀察結果。

對美國政府「鷹派」作風的無奈,對中國市場的戀戀不捨,對中國優秀科技企業的尊重,都體現了出來,其心態矛盾又頗為複雜。

但黃仁勳的情感並不能當飯吃,中國AI發展只有自強華山一條路。

從成功者身上獲取經驗並不寒磣,美國科技產業的強大,離不開各個層面的全面繁榮,OpenAI的研發和產品,英偉達的晶片為後盾,盟友台積電的鼎力支持,微軟的投資和應用,龐大的人才儲備和雄厚的資本,都是其成功的關鍵。

當下,中國擁有不乏資本,更不缺市場,人才梯隊也穩定建立。有華為5G突圍的珠玉在前,AI晶片也並非不可能。

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