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高性能GPU受限，會(huì)影響國內(nèi)部分智算中心建設(shè)進(jìn)度

文 | 吳俊宇 陳伊凡 尹路

編輯 | 謝麗容

美國政府正在限制對華出售用于數(shù)據(jù)中心的高性能GPU芯片。數(shù)據(jù)中心GPU通常用于深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練等場景。AMD、NVIDIA（英偉達(dá)）等半導(dǎo)體巨頭受到了直接的影響。

8月31日，英偉達(dá)、AMD兩家知名半導(dǎo)體企業(yè)旗下生產(chǎn)的GPU產(chǎn)品被美國列入限制范圍。英偉達(dá)被限制的產(chǎn)品包括A100和H100，以及搭載上述芯片的DGX服務(wù)器。AMD受管制GPU產(chǎn)品包括MI250。

阿里云、騰訊云、百度云等云廠商，聯(lián)想、新華三、浪潮等服務(wù)器制造商，均是英偉達(dá)A100 GPU芯片在華重點(diǎn)客戶。因此將受到這一限制的影響。

在9月1日的中國外交部、商務(wù)部例行記者會(huì)上，兩部門發(fā)言人均對此事做出了回應(yīng)。外交部發(fā)言人稱，此舉違反市場經(jīng)濟(jì)規(guī)則，破壞國際經(jīng)貿(mào)秩序。商務(wù)部則表示，這一做法損害中國企業(yè)的正當(dāng)權(quán)益，也將嚴(yán)重影響美國企業(yè)的利益，對全球產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定和世界經(jīng)濟(jì)恢復(fù)造成沖擊。

美國證券交易委員會(huì)官網(wǎng)8月31日發(fā)布的公告顯示，英偉達(dá)2022年8月26日接美國政府通知，向中國出售A100、H100、DGX服務(wù)器需要經(jīng)過美國政府許可。未來，峰值性能等于或超過A100的GPU產(chǎn)品也要獲取許可證，并且禁止對俄羅斯出售產(chǎn)品，原因是避免軍事用途。

公告解釋，這會(huì)影響A100的后續(xù)服務(wù)，并影響H100的開發(fā)進(jìn)度。英偉達(dá)正在與美國政府合作，為公司對中國的開發(fā)、服務(wù)活動(dòng)尋求豁免。此外，英偉達(dá)還在為中國客戶尋找替代產(chǎn)品。如果替代產(chǎn)品不足，公司會(huì)為中國客戶申請A100、H100的許可，但不保證能獲得授權(quán)。

英偉達(dá)在公告中表示，將有約4億美元的對華銷售額可能會(huì)受到新許可要求的影響。

英偉達(dá)A100在2020年推出，是目前全球性能最強(qiáng)的數(shù)據(jù)中心專用GPU。H100今年3月發(fā)布，尚未全面商用，是英偉達(dá)面向數(shù)據(jù)中心的下一代GPU產(chǎn)品。

英偉達(dá)2021年財(cái)報(bào)顯示，其數(shù)據(jù)中心年?duì)I收106億元，約有10%來自中國市場。A100代表的高性能GPU在華銷售占比正在持續(xù)提升。

芯片許可限制影響了英偉達(dá)股價(jià)。英偉達(dá)（NASDAQ: NVDA）股價(jià)在盤中交易時(shí)一度下跌6.5%。截至美國西部時(shí)間8月31日16時(shí)收盤時(shí)，英偉達(dá)股價(jià)下跌3.7%。

尚未正式公布

一位半導(dǎo)體業(yè)內(nèi)人士對《財(cái)經(jīng)十一人》表示，如果細(xì)則落地，受影響最大的是阿里云、騰訊云、百度云等云廠商在建、新建的高端商用數(shù)據(jù)中心。

2021年開始，國內(nèi)云廠商、服務(wù)器制造商都在大規(guī)模推出搭載英偉達(dá)A100的云服務(wù)器產(chǎn)品。

值得注意的是，上述芯片許可限制的執(zhí)行細(xì)則尚未出臺(tái)?！敦?cái)經(jīng)十一人》從國內(nèi)多家云廠商數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人士得到的消息是，他們暫時(shí)未收到英偉達(dá)、AMD方面的消息。

“這個(gè)細(xì)則涉及到美國14納米以下的芯片，以及邏輯芯片對華出口管制。細(xì)則可能很快就會(huì)出臺(tái)?！币晃环扇耸勘硎?，美國政府目前對英偉達(dá)、AMD只是做出了預(yù)通知。目的是讓廠商提前做好準(zhǔn)備。

英偉達(dá)A100于2020年推出，是目前全球性能最強(qiáng)的數(shù)據(jù)中心專用GPU。英偉達(dá)2022年二季度財(cái)報(bào)電話會(huì)中透露，特斯拉最新的超級計(jì)算機(jī)使用超過7000枚A100 GPU進(jìn)行自動(dòng)駕駛訓(xùn)練。Facebook在今年初宣布，今年建成的AI研究超級集群至少采用了6080枚A100 GPU。

國內(nèi)云廠商對A100 GPU的采購數(shù)量目前不詳。不過，2020年開始，部分領(lǐng)先的云廠商就在采購A100 GPU。一位云廠商數(shù)據(jù)中心人士對《財(cái)經(jīng)十一人》表示，在智能計(jì)算，尤其是AI大模型訓(xùn)練方面，英偉達(dá)A100是國內(nèi)云廠商最主流的選擇。

在云計(jì)算的算力池中，CPU、GPU是兩種不同的算力。前者更多處理通用計(jì)算需求，后者處理處理大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能場景的效率更高。因此，AI大模型訓(xùn)練、AI推理、數(shù)據(jù)分析、圖像分析等場景都有賴于英特爾、AMD、英偉達(dá)的GPU芯片。

云廠商正在把智能計(jì)算作為云計(jì)算下個(gè)技術(shù)階段的重要方向。中國信通院2021年一組數(shù)據(jù)顯示，通用算力占算力的比重由2016年的95%下降至2020年的57%，智能算力占算力的比重則由2016年的3%提升至2020年41%。

另一位國內(nèi)數(shù)據(jù)中心技術(shù)人士對《財(cái)經(jīng)十一人》說，一臺(tái)頂尖的智能算力服務(wù)器，通常會(huì)搭載1枚-2枚CPU、8枚英偉達(dá)A100 GPU。A100 為代表的高性能GPU受限，會(huì)影響部分智算中心的建設(shè)進(jìn)度。解決方案是，被迫使用性能更低的替代產(chǎn)品，或靠“堆數(shù)量”獲得同等規(guī)模的算力。帶來的直接影響是，同等算力的計(jì)算成本提升，一些高精度要求的計(jì)算能力下降。

英偉達(dá)創(chuàng)始人黃仁勛也在公開渠道表示，將立即與中國客戶合作，尋找替代產(chǎn)品或申請?jiān)S可證。但對需要A100全面性能的客戶來說，替代產(chǎn)品性能會(huì)不足。但對多數(shù)客戶而言，替代產(chǎn)品可以滿足需求。

相比之下，政府主導(dǎo)的超算中心影響不大。上述半導(dǎo)體業(yè)內(nèi)人士表示，超算中心一般執(zhí)行單一任務(wù)，通常CPU可實(shí)現(xiàn)。此外，超算中心建設(shè)之初一般會(huì)考慮到供應(yīng)鏈安全和自主可控，盡可能避免對國外公司芯片的依賴。

倒逼產(chǎn)業(yè)鏈自主化

現(xiàn)實(shí)之下，尋找AI算力的替代解決方案成為出路。用于數(shù)據(jù)中心的GPU芯片通常被稱為AI芯片。AI芯片也被稱為AI加速器或計(jì)算卡，即專門用于處理人工智能應(yīng)用中的大量計(jì)算任務(wù)的模塊。當(dāng)前的AI芯片主要分為 GPU（圖形處理器）、FPGA（現(xiàn)場可編程邏輯門陣列）、ASIC（特殊應(yīng)用集成電路）。

若不考慮性能和效率，一個(gè)可行的做法是采購未被限制的產(chǎn)品，靠“堆數(shù)量”方式解決問題。事實(shí)上，無論是英偉達(dá)、AMD，仍有性能相對更弱的GPU仍可選擇。

一位半導(dǎo)體業(yè)內(nèi)人士打了個(gè)比方，AI芯片是一個(gè)集群，一個(gè)數(shù)據(jù)中心可能需要幾萬片AI芯片，高性能芯片，如果需要5000片。那么性能更低的產(chǎn)品，可能就需要2萬片。這個(gè)做法盡管理論可行，卻會(huì)帶來更高的計(jì)算成本。

另一個(gè)解決方案是，依靠國產(chǎn)廠商生產(chǎn)的數(shù)據(jù)中心GPU。但是國產(chǎn)GPU、AI加速芯片目前缺少高端產(chǎn)品，能力相對單一。和英偉達(dá)GPU相比，相當(dāng)于是單項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員和全能選手。前者可能能夠在某一個(gè)方面的性能超過英偉達(dá)，但從通用性來說，遠(yuǎn)達(dá)不到英偉達(dá)的性能。

專利壁壘也是國產(chǎn)GPU或AI加速芯片公司需要解決的問題。多年的技術(shù)積累，英偉達(dá)已經(jīng)構(gòu)筑起了一道專利高墻。如何繞過英偉達(dá)專利，是一個(gè)挑戰(zhàn)。

另一個(gè)挑戰(zhàn)是生態(tài)和適配。國產(chǎn)GPU需要軟件適配，更需要時(shí)間磨合。對于國產(chǎn)GPU廠商來說，構(gòu)建生態(tài)比設(shè)計(jì)制造芯片更難。一直以來，英偉達(dá)已經(jīng)搭建了一條完整的生態(tài)。

燧原科技CEO趙立東曾向《財(cái)經(jīng)十一人》解釋生態(tài)的意義，所謂的AI芯片的生態(tài)，指的是，芯片之上整個(gè)軟件棧來支持AI框架，而AI應(yīng)用程序則是基于這些框架開發(fā)的。軟件棧包括驅(qū)動(dòng)程序、編譯器、函數(shù)庫、算字庫、工具包等，是實(shí)現(xiàn)高性能、高通用性、高易用性，以及針對不同應(yīng)用場景深度優(yōu)化的關(guān)鍵。

在AI云端訓(xùn)練芯片上，極少有公司能夠突破英偉達(dá)的生態(tài)。英偉達(dá)生態(tài)形成多年，所有開發(fā)者都會(huì)順著這個(gè)生態(tài)做。重新更換底層芯片，適應(yīng)新的生態(tài)，背后也是巨額的學(xué)習(xí)成本。

“當(dāng)然，如果斷供之后沒有選擇，那就只有自主化一條路可以走。再難也要走下去。”上述半導(dǎo)體業(yè)內(nèi)人士表示。這能夠倒逼國內(nèi)AI芯片公司發(fā)展——廠商不得不做好隨時(shí)被斷供的準(zhǔn)備，有客戶，就意味著有機(jī)會(huì)能夠驗(yàn)證和試錯(cuò)，本土企業(yè)構(gòu)建自主生態(tài)有了進(jìn)一步的可能。

作者為《財(cái)經(jīng)》記者