斷供潮起，被迫上陣的中國GPU勝算幾何？

斷供中國 GPU

媛媛余小魚坡力 | 2022-09-02 11:23

【數(shù)據(jù)猿導(dǎo)讀】隨著中美在科技領(lǐng)域競爭進(jìn)入白熱化階段，美國對中國的科技封鎖也在逐步加碼。最新的動向是，美國要斷供中國的高端GPU芯片

突然的斷供

9月1日消息，美國芯片設(shè)計巨頭英偉達(dá)被美國政府要求限制向中國出口兩款被用于加速人工智能任務(wù)的最新旗艦GPU計算芯片A100和H100。英偉達(dá)在SEC文件上官方確認(rèn)此事，稱8月26日收到美國政府的通知。英偉達(dá)已就此事發(fā)布公告：美國政府對英偉達(dá)通知未來向中國（包括香港）和俄羅斯的A100和即將推出的H100芯片的任何出口實施了新的許可要求，立即生效。美國政府表示，新的許可要求將解決涉及的產(chǎn)品可能用于或轉(zhuǎn)移到中國和俄羅斯的“軍事最終用途”或“軍事最終用戶”的風(fēng)險。我們不向俄羅斯的客戶銷售產(chǎn)品。

同時，英偉達(dá)在公告中發(fā)出警告：由于受影響芯片涉及在中國約4億美元的潛在銷售額，如果客戶不愿購買英偉達(dá)的替代產(chǎn)品，或者美國政府不肯授予許可，將使英偉達(dá)收入、盈利大幅下滑。

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英偉達(dá)涉及美國政府新規(guī)聲明原文

據(jù)傳英偉達(dá)中國區(qū)已收到總部通知：暫停對中國區(qū)所有客戶、所有代理商的數(shù)據(jù)中心GPU 卡A100和H100的發(fā)貨，其它GPU卡不受影響。

除了英偉達(dá)，AMD同樣被要求限制向中國出口其MI250人工智能芯片，但相信其MI100芯片不會受到影響。AMD中國區(qū)也收到來自總部的緊急通知：暫停對中國區(qū)所有數(shù)據(jù)中心GPU卡MI100和MI200發(fā)貨。統(tǒng)計中國區(qū)Ml100已發(fā)貨量；統(tǒng)計中國區(qū)MI200已發(fā)貨客戶清單和發(fā)貨明細(xì)。

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一切早有預(yù)謀

美國斷供中國高端GPU，看似突然，實則是美國一貫政策的延續(xù)，只是其既定政策又一表現(xiàn)而已。

早在2007年6月19日，美國BIS就曾發(fā)布法規(guī)，要求向中國境內(nèi)出口、再出口和轉(zhuǎn)移的“軍事最終用途”的特定商品實施許可證管理制度。

2020年4月23日頒布的最終法規(guī)修訂了《出口管理條例》，對美國出口商向中國出口管制商品許可證制度的涵蓋范圍從原有的“軍事最終用途”擴(kuò)大到了“軍事最終用途”和“軍事最終用戶”；大幅增加了商品管制清單中的商品品種和類別，取消了現(xiàn)有《出口管理條例》中關(guān)于“民用最終用戶”的許可例外。新規(guī)重置和擴(kuò)大了商品管制清單中管制商品的范圍，新增了十幾項出口管制的分類號碼，其類別涵括材料加工、電子通信、信息安全、傳感器、激光、推進(jìn)系統(tǒng)等領(lǐng)域。擴(kuò)大了在美國自動化出口申報系統(tǒng)（AES）中對電子出口信息（EEI）的要求，取消了低于2500美元的交易原則上不需申報的現(xiàn)行規(guī)定。

2020年6月29日，美國又出臺了一系列規(guī)則，從各個角度進(jìn)一步收緊政策，大大提升中國進(jìn)口高端GPU芯片的難度。

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可以發(fā)現(xiàn)，上述新規(guī)顯著擴(kuò)大了現(xiàn)有許可規(guī)則的適用范圍，使全球間技術(shù)產(chǎn)品、技術(shù)信息的自由流動和產(chǎn)業(yè)鏈合作變得更難，為此次徹底中斷對中國的高端GPU出口埋下了伏筆。

會切斷中國AI產(chǎn)業(yè)命門么？

目前來看，美國斷供中國高端GPU芯片幾乎沒有回旋的余地了，我們不得不咽下這個苦果。那么，美國此次斷供GPU，對中國的相關(guān)產(chǎn)業(yè)會帶來哪些影響呢？

東吳證券測算，2020 年中國GPU市場規(guī)模至少有47億美元，2027年有望達(dá)到346億美元。中國龐大整機(jī)制造產(chǎn)業(yè)的背后，是對國外高端GPU的巨量采購。

長期以來全球GPU市場被英特爾、英偉達(dá)、AMD三巨頭壟斷，中國GPU市場規(guī)模及潛力巨大，但國產(chǎn)GPU才剛起步。相較國際巨頭，國內(nèi)GPU的性能差距較大。

聚焦到美國此次限制的高端GPU，近年來，英偉達(dá)AI芯片在深度學(xué)習(xí)、自動駕駛等垂直領(lǐng)域市場份額很高，高性能的AI服務(wù)器幾乎都采用了英偉達(dá)P100/V100/A100系列顯卡，騰訊、阿里、京東、美團(tuán)在內(nèi)的多家互聯(lián)網(wǎng)公司都是英偉達(dá)的客戶。

此外，國內(nèi)的阿里、騰訊、百度三家也都選擇了AMD的芯片來構(gòu)建自己的云服務(wù)平臺。比如，早在2016年，AMD對阿里云提供基于AMD Radeon™ Pro GPU技術(shù)的云計算服務(wù)，阿里云利用AMD技術(shù)擴(kuò)展其云計算產(chǎn)品，加速阿里云服務(wù)的市場應(yīng)用。去年，阿里云上架了有AMD實例下的云服務(wù)器和GPU云服務(wù)器。

可以說，我國想要擺脫英偉達(dá)和AMD的高端GPU并非易事。在云計算、AI領(lǐng)域，GPU是重要的基礎(chǔ)硬件。美國此次突然斷供高端GPU芯片，將對我國的數(shù)據(jù)中心、云計算、AI產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重要影響，具體來看：

限制云計算的算力。如果沒有GPU，云計算的一些加速圖形和計算工作負(fù)載將無法在虛擬化環(huán)境中運(yùn)行，或者最多只能通過簡化的特性集運(yùn)行。有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，限制高端GPU實際上是對我國整體算力進(jìn)行了限制，是一種鎖算力的行為。

擾亂國內(nèi)安防廠商的AI產(chǎn)品研發(fā)節(jié)奏。GPU為智能安防的技術(shù)進(jìn)步提供新的可能，當(dāng)前在云端場景下被廣泛應(yīng)用的 AI 芯片便是英偉達(dá)的GPU。目前，海康威視、大華股份、宇視科技、天地偉業(yè)、科達(dá)等國內(nèi)公司的AI算法和相關(guān)產(chǎn)品都基于英偉達(dá)的GPU。英偉達(dá)高端GPU突然斷供，將嚴(yán)重干擾國內(nèi)安防廠商的產(chǎn)品研發(fā)節(jié)奏。業(yè)界普遍認(rèn)為，芯片很大程度上左右著智能安防系統(tǒng)的整體功能以及穩(wěn)定性、能耗、成本等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，離開GPU的算力和其算法的支持，安防也就失去走向人工智能的核心利器。

延緩中國自動駕駛產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在自動駕駛芯片領(lǐng)域，采用了新一代Ampere架構(gòu)GPU的英偉達(dá)Orin芯片，與理想、蔚來、小鵬、智己、高合等眾多品牌展開合作。中國智能汽車廠商的中高端車型都基本采用英偉達(dá)技術(shù)方案，滴滴、小馬智行、AutoX等也都是基于Orin平臺進(jìn)行開發(fā)。德賽西威在智駕業(yè)務(wù)的迅猛增長，便是得益于多年來與英偉達(dá)的深度合作。雖然美國此次斷供的產(chǎn)品還不包括英偉達(dá)Orin芯片，但以目前的形勢來看，這類芯片可能很快就會進(jìn)入新的限制名單。

除了上述三個領(lǐng)域，GPU還在物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)新興領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。而這些領(lǐng)域的高端GPU，都對英偉達(dá)、AMD有很高的依賴。

是時候讓中國GPU戰(zhàn)士們上場了！

既然美國對我國斷供GPU會帶來不小影響，那國內(nèi)GPU廠商是否能趁機(jī)鼎立而上？在這當(dāng)中，又有哪些難點(diǎn)和機(jī)會？

從難度上來看，GPU設(shè)計是一項系統(tǒng)工程，需要硬件、算法、生態(tài)相互勾稽支持，壁壘極高。

硬件架構(gòu)方面，GPU結(jié)構(gòu)精密復(fù)雜，高級圖形處理步驟較多。例如頂點(diǎn)處理、光柵化、紋理貼圖等步驟，給予支持的便是底層精密復(fù)雜的硬件結(jié)構(gòu)。以英偉達(dá)2018年推出的Turing架構(gòu)為例，其包含4608個CUDA Core、576個深度學(xué)習(xí)矩陣運(yùn)算單元、72個光追單元等。每個硬件單元之間的協(xié)同調(diào)度都是長期改進(jìn)的結(jié)果，是工程技術(shù)的積淀。

算法方面，GPU物理模擬、模型處理和渲染需用到計算圖形學(xué)，涉及數(shù)學(xué)、物理等多學(xué)科知識。模擬真實世界是十分困難的，樹葉抖動、頭發(fā)絲被風(fēng)吹起、水波蕩漾這樣看似平常的場景，在計算機(jī)上實現(xiàn)的背后是大量的圖形算法。英偉達(dá)這樣的巨頭都是積累了大量的算法庫，才取得現(xiàn)在的成績。

軟件生態(tài)方面，軟件生態(tài)是GPU廠商的重要競爭屏障。還是以英偉達(dá)為例，該公司一方面與行業(yè)伙伴形成商業(yè)合作、互相授權(quán)，同時，還推出供軟件開發(fā)人員使用的CUDA平臺，構(gòu)建開發(fā)人員生態(tài)社區(qū)。不像CPU 領(lǐng)域，有ARM 這樣的第三方 IP授權(quán)廠商，可以幫助芯片設(shè)計公司做 CPU 設(shè)計。桌面級 GPU 領(lǐng)域并沒有第三方 IP 授權(quán)廠商，英偉達(dá)和AMD 分別有自己的硬件架構(gòu)和指令集，不對外授權(quán)。對于國內(nèi)廠商而言，GPU的研發(fā)是沒有第三方授權(quán) IP 的孤軍奮戰(zhàn)之路。也就是說，如果新的廠商想研發(fā)GPU，必須完全自研，從零做起。

正因為上述層層壁壘，GPU國產(chǎn)化之路道阻且長。今年我國GPU行業(yè)本土化比例仍不足10%。跟國外對比，國內(nèi)GPU性能的提升有賴于對其進(jìn)行大量訓(xùn)練，而我們目前缺乏足夠量級的訓(xùn)練。換句話說，市場應(yīng)用和國內(nèi)GPU芯片性能提升之間的正反饋尚未形成。

但即便如此，我國本土GPU廠商也已開始不斷涌現(xiàn)。以下梳理了國內(nèi)主要GPU廠商的概況。

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本次美國GPU芯片斷供無疑將進(jìn)一步推動GPU國產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，比如云計算領(lǐng)域（阿里云、騰訊云）、智能駕駛領(lǐng)域（蔚來、比亞迪）的廠商將轉(zhuǎn)向國產(chǎn)GPU。

那么，國內(nèi)GPU廠商如何把握國產(chǎn)替代新機(jī)遇？在數(shù)據(jù)猿看來，國產(chǎn)GPU廠商需要在以下幾個方面實現(xiàn)突破：

全行業(yè)共建國產(chǎn)GPU軟硬件生態(tài)。GPU生態(tài)是除產(chǎn)品外初創(chuàng)企業(yè)能否活下來的關(guān)鍵因素，是一開始就要考慮的問題。國產(chǎn)GPU行業(yè)應(yīng)秉持開放合作的心態(tài)，學(xué)會站在巨人的肩膀上，跟蹤國際龍頭廠商發(fā)展路徑與研發(fā)動態(tài)，善于利用現(xiàn)有架構(gòu)和生態(tài)，建立產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用生態(tài)，建立軟硬件結(jié)合的一體化技術(shù)產(chǎn)品體系，打造具備全球化設(shè)計水平的開發(fā)團(tuán)隊。在GPU生態(tài)中，軟件的權(quán)重已越來越高。GPU軟件極為復(fù)雜，包括各種圖形API和計算接口、基礎(chǔ)庫、與上層應(yīng)用對接適配等等，開發(fā)工作量巨大。從應(yīng)用角度來看，國內(nèi)GPU生態(tài)的發(fā)展更需要“眾人拾柴”。要加快打造國產(chǎn)GPU產(chǎn)業(yè)鏈，下游的整機(jī)廠商需要對國產(chǎn)GPU給予更多包容。

找準(zhǔn)細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域。對于GPU創(chuàng)企而言，巨大的研發(fā)費(fèi)用和資本開支是必需，但長期、持續(xù)的利潤支撐才是GPU跨代發(fā)展的強(qiáng)勁驅(qū)動力。也就是說，GPU的成功和成熟需要大量的驗證和出貨，這就需要國產(chǎn)GPU廠商瞄準(zhǔn)目標(biāo)應(yīng)用市場發(fā)力。對于初創(chuàng)企業(yè)而言，從信創(chuàng)、軍工、工業(yè)等領(lǐng)域切入較為穩(wěn)妥，從人工智能、服務(wù)器、高性能計算等領(lǐng)域切入也是較優(yōu)選擇。

據(jù)Verified Market Research數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2027年全球GPU市場規(guī)模有望達(dá)到1853.1億美元，年平均增速高達(dá)32.82%。其中，2021年中國大陸GPU市場規(guī)模約為70億美元。在當(dāng)前地緣政治、大國博弈的背景下，相較于有一定積累的國產(chǎn)CPU，GPU的破局更具緊迫性和必要性。國產(chǎn)GPU不僅孕育著千億量級的市場空間，還承擔(dān)著國產(chǎn)替代和打破巨頭壟斷的重任。本次美國斷供將是對GPU國產(chǎn)化的一劑強(qiáng)心針。國產(chǎn)GPU的發(fā)展也許還有許多技術(shù)和生態(tài)等問題需要突破，但發(fā)展的土壤已具備，接下來就等著開花結(jié)果了。

來源：s數(shù)據(jù)猿

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