撕開英偉達(dá)的帝國防線!國產(chǎn)GPU廠商要如何殺出一條血路?
原創(chuàng) 一蓑煙雨 | 2024-08-26 18:50
【數(shù)據(jù)猿導(dǎo)讀】 我們將深入挖掘這個(gè)“帝國”背后的秘密,看看英偉達(dá)究竟是如何構(gòu)建出這個(gè)讓對手望而卻步的龐大體系的。

在過去幾年里,我們聽到太多關(guān)于“如何追上英偉達(dá)”的討論。無論是在全球的科技論壇,還是在中國的技術(shù)會(huì)議,似乎每個(gè)人都在琢磨一件事:造出一塊性能強(qiáng)悍的GPU,擊敗英偉達(dá),成為新的王者。
但問題是,這真的可能嗎?只靠一塊GPU,就能撼動(dòng)英偉達(dá)在高性能計(jì)算和人工智能領(lǐng)域的統(tǒng)治地位?
這種觀點(diǎn),不僅過于簡單,還隱藏著巨大的盲點(diǎn)。
英偉達(dá)的成功,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止一塊GPU那么簡單。它背后,是一個(gè)由硬件、軟件、通信和生態(tài)系統(tǒng)組成的“帝國”——一個(gè)全方位、無死角的技術(shù)體系。只有理解并復(fù)制這個(gè)完整的體系,才可能有機(jī)會(huì)挑戰(zhàn)它。
而那些只盯著GPU性能的公司,注定只能停留在表面,永遠(yuǎn)無法觸及到英偉達(dá)真正的護(hù)城河。
接下來,我們將深入挖掘這個(gè)“帝國”背后的秘密,看看英偉達(dá)究竟是如何構(gòu)建出這個(gè)讓對手望而卻步的龐大體系的。
不僅僅是GPU,而是全方位的“帝國”架構(gòu)
英偉達(dá)的真正力量,遠(yuǎn)不止于一塊強(qiáng)大的GPU,而在于它打造了一個(gè)橫跨硬件、軟件、通信和存儲(chǔ)的全方位“帝國”架構(gòu)。這個(gè)帝國,讓英偉達(dá)在高性能計(jì)算和人工智能領(lǐng)域,幾乎無人能敵。
我們來看看英偉達(dá)的硬件家族。首先當(dāng)然是Blackwell GPU,這是目前全球性能最強(qiáng)的并行計(jì)算引擎。然而,這只是整個(gè)硬件體系的冰山一角。
英偉達(dá)的布局中,還有Grace CPU。這是專為高性能計(jì)算和AI優(yōu)化的CPU,完全適配GPU的并行計(jì)算需求。Grace與GPU的配合,使得英偉達(dá)的系統(tǒng)在復(fù)雜任務(wù)處理中如魚得水。
再說BlueField DPU(數(shù)據(jù)處理單元)。它負(fù)責(zé)加速數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵任務(wù),包括安全、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)。簡而言之,BlueField讓英偉達(dá)的系統(tǒng)更智能、更安全。
還有NVLink交換機(jī),它提供了GPU之間的超高速通信,徹底打破了傳統(tǒng)GPU之間的瓶頸。NVLink交換機(jī)意味著什么?意味著數(shù)據(jù)在多個(gè)GPU之間流動(dòng)時(shí),幾乎沒有延遲,像水流一樣順暢。
這些硬件組合在一起,形成了英偉達(dá)的硬件帝國。這個(gè)帝國不僅僅是堆疊性能,它是一個(gè)經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的協(xié)同系統(tǒng),讓每個(gè)組件都能發(fā)揮最大效能。
硬件強(qiáng)大不代表一切,還需要軟件來調(diào)教。英偉達(dá)的CUDA平臺(tái),正是他們軟件帝國的核心。它是什么?簡單來說,CUDA是一套讓開發(fā)者能夠充分利用GPU性能的工具庫和編程環(huán)境。
有了CUDA,開發(fā)者可以用最少的代碼,調(diào)用最強(qiáng)大的并行計(jì)算資源。它不僅讓英偉達(dá)的GPU如虎添翼,還構(gòu)建了一個(gè)龐大的開發(fā)者社區(qū)。成千上萬的軟件和應(yīng)用,都是基于CUDA開發(fā)的。換句話說,想用英偉達(dá)的硬件,你必須用它的“語言”。
CUDA不僅綁定了開發(fā)者,還形成了一個(gè)閉環(huán)生態(tài)。你用英偉達(dá)的GPU,就不得不依賴它的工具,而這些工具又不斷強(qiáng)化英偉達(dá)的地位。這就是英偉達(dá)軟件帝國的無形護(hù)城河。
高性能計(jì)算中,速度不僅僅是硬件計(jì)算速度,還包括數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?。這一點(diǎn)上,英偉達(dá)更是布局深遠(yuǎn)。
首先是NVLink,它是英偉達(dá)的秘密武器之一。NVLink提供了比傳統(tǒng)PCIe高出數(shù)倍的帶寬,保證多個(gè)GPU之間的數(shù)據(jù)交換迅速無比。對于大型AI模型訓(xùn)練或復(fù)雜計(jì)算任務(wù),這種速度優(yōu)勢尤為關(guān)鍵。
還有InfiniBand,這是高性能計(jì)算中不可或缺的通信技術(shù)。英偉達(dá)通過收購Mellanox,將InfiniBand納入麾下,進(jìn)一步增強(qiáng)了其在數(shù)據(jù)中心級(jí)別的統(tǒng)治力。InfiniBand使得大規(guī)模并行計(jì)算集群中的數(shù)據(jù)傳輸變得更快、更穩(wěn)定,極大提升了整體系統(tǒng)的性能。
結(jié)合以上這些,英偉達(dá)構(gòu)建了一個(gè)幾乎無懈可擊的“帝國”架構(gòu)。這個(gè)架構(gòu)不僅僅在硬件上無敵,更在軟件、通信和存儲(chǔ)上做到了極致的優(yōu)化和整合。想要復(fù)制英偉達(dá),僅僅依靠一塊GPU遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,真正的挑戰(zhàn)是如何打造一個(gè)類似的全方位“帝國”。
單靠GPU?別天真了!看懂全棧體系的真諦
GPU當(dāng)然重要,但只把賭注壓在GPU性能上,最終只會(huì)走進(jìn)死胡同。為什么?因?yàn)楦咝阅苡?jì)算和人工智能領(lǐng)域,靠的從來不是單點(diǎn)突破,而是全棧體系的合力。
想象一下,一個(gè)超級(jí)跑車擁有最強(qiáng)大的引擎,卻配備了劣質(zhì)的輪胎和糟糕的變速箱,這輛車能跑得快嗎?同理,單靠一塊強(qiáng)大的GPU,沒有一個(gè)配套的體系來支撐,依然跑不快。
我們看到,一些公司拼命追趕英偉達(dá),在GPU性能上絞盡腦汁,卻忽略了高性能計(jì)算真正的痛點(diǎn)——整體系統(tǒng)的優(yōu)化和協(xié)同。這種短視的戰(zhàn)略,看似專注,實(shí)則狹隘。
因?yàn)椴徽撃愕腉PU多強(qiáng),如果周邊系統(tǒng)跟不上,你依然只能在低效的泥潭中掙扎。這就是單點(diǎn)突破的致命局限:你可能在一小部分性能指標(biāo)上超越英偉達(dá),但在整體表現(xiàn)上,還是差了十萬八千里。
英偉達(dá)之所以能超越競爭對手,靠的不是一塊“孤膽英雄”的GPU,而是全棧體系的全面布局。GPU只是它的核心之一,而在這核心的周圍,環(huán)繞著一個(gè)精心構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)——包括CPU、DPU、通信網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)系統(tǒng),甚至是開發(fā)工具和軟件平臺(tái)。
這些系統(tǒng)之間相互協(xié)作,形成了一個(gè)閉環(huán)。英偉達(dá)的硬件不僅性能強(qiáng)大,還能通過NVLink等技術(shù)無縫連接,極大地提高了數(shù)據(jù)處理的速度和效率。它的軟件平臺(tái)CUDA,讓開發(fā)者輕松調(diào)用強(qiáng)大的計(jì)算資源,不需要反復(fù)“造輪子”。
這種體系化思維,才是真正的制勝法寶。英偉達(dá)不是一個(gè)硬件制造商,而是一個(gè)通過全棧技術(shù)整合,創(chuàng)造出無與倫比計(jì)算能力的科技帝國。
所以,想要挑戰(zhàn)英偉達(dá)?僅僅盯著GPU,那就是天真。真正的挑戰(zhàn),是要擁有體系化的視野和能力,把硬件、軟件、通信、存儲(chǔ)等多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)整合成一個(gè)強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)。只有這樣,才能在未來的高性能計(jì)算和人工智能戰(zhàn)爭中占據(jù)一席之地。
為什么連英特爾和AMD都只能望其項(xiàng)背?
英偉達(dá)的成功并不是一夜之間發(fā)生的。在高性能計(jì)算和人工智能的戰(zhàn)場上,英特爾和AMD一直是強(qiáng)有力的競爭者,擁有雄厚的技術(shù)實(shí)力和市場經(jīng)驗(yàn)。然而,為什么這兩大巨頭在面對英偉達(dá)時(shí),似乎總是差了那么一截?
要理解這個(gè)問題,我們必須深入探討英偉達(dá)與英特爾、AMD之間的生態(tài)系統(tǒng)差異。
英特爾作為全球最大的半導(dǎo)體公司之一,擁有強(qiáng)大的CPU市場占有率。而AMD則以其在CPU和GPU領(lǐng)域的雙重布局而聞名。理論上,這兩家公司都有能力挑戰(zhàn)英偉達(dá)。但事實(shí)是,他們在生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建上,始終未能達(dá)到英偉達(dá)的高度。
英特爾和AMD在技術(shù)實(shí)力上并不遜色,甚至在某些方面還有優(yōu)勢。但他們的短板在于缺乏英偉達(dá)那樣無縫整合硬件、軟件和通信網(wǎng)絡(luò)的全棧能力。英偉達(dá)通過自己的GPU,結(jié)合Grace CPU、BlueField DPU、NVLink、InfiniBand以及CUDA生態(tài)系統(tǒng),打造了一個(gè)閉環(huán)的計(jì)算帝國。
英特爾和AMD雖然各有特色,但在系統(tǒng)整合上,他們更多地依賴第三方的解決方案,而非自家產(chǎn)品的無縫協(xié)同。例如,英特爾的Xe GPU雖然技術(shù)先進(jìn),但其軟件生態(tài)遠(yuǎn)不如CUDA那么成熟和廣泛。AMD的Radeon GPU同樣強(qiáng)大,但它在開發(fā)者支持和高性能計(jì)算整合上,仍然無法與英偉達(dá)的整體解決方案相提并論。
英偉達(dá)不僅提供了強(qiáng)大的硬件,還為開發(fā)者提供了完整的工具鏈和開發(fā)環(huán)境。這種軟硬件結(jié)合的戰(zhàn)略,讓英偉達(dá)在競爭中占據(jù)了獨(dú)特的優(yōu)勢。開發(fā)者不只是購買英偉達(dá)的GPU,他們也進(jìn)入了英偉達(dá)的生態(tài)系統(tǒng),使用CUDA編寫代碼,利用NVLink提升數(shù)據(jù)傳輸效率,甚至依賴英偉達(dá)的AI平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)。這種從硬件到軟件的全覆蓋策略,是英偉達(dá)構(gòu)建護(hù)城河的關(guān)鍵。
這就是為什么英特爾和AMD只能望英偉達(dá)的項(xiàng)背。單點(diǎn)的技術(shù)突破,無法替代全棧的生態(tài)體系。
國產(chǎn)GPU們要怎么打破英偉達(dá)的“帝國體系”?
在中國GPU領(lǐng)域,華為的昇騰是當(dāng)之無愧的明星。它憑借強(qiáng)大的AI計(jì)算能力和自主研發(fā)的硬件,在國內(nèi)市場上迅速嶄露頭角。看上去,昇騰似乎有希望成為中國版的“英偉達(dá)”。但事實(shí)真的如此簡單嗎?
昇騰的優(yōu)勢顯而易見。它依托華為的技術(shù)實(shí)力,與自研的鯤鵬CPU、達(dá)芬奇架構(gòu)AI處理器協(xié)同作戰(zhàn),在硬件性能上不輸任何國際巨頭。在國內(nèi)市場,昇騰幾乎成了國產(chǎn)高性能計(jì)算的代名詞。
但問題也同樣明顯。首先是生態(tài)系統(tǒng)的局限性,與英偉達(dá)的CUDA相比,昇騰的軟件生態(tài)還處于發(fā)展初期。沒有一個(gè)被全球開發(fā)者廣泛認(rèn)可和使用的標(biāo)準(zhǔn)化工具,昇騰的影響力很難突破國內(nèi)市場,更別提在國際市場上與英偉達(dá)一較高下。
其次,軟硬件一體化程度不夠。英偉達(dá)不僅有強(qiáng)大的GPU,還有無縫銜接的CPU、DPU和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī),構(gòu)成了一個(gè)完整的高性能計(jì)算體系。相比之下,昇騰雖然在硬件上有不俗表現(xiàn),但在系統(tǒng)整合上,距離英偉達(dá)那種“帝國”般的全棧布局還有很長的路要走。
而且,華為在國際市場上的挑戰(zhàn)眾所周知,這也限制了昇騰在全球范圍內(nèi)推廣其技術(shù)和生態(tài)系統(tǒng)的能力。沒有廣泛的國際開發(fā)者社區(qū)支持,昇騰很難在全球市場上取得突破。
不僅僅是昇騰,中國還有許多其他GPU廠商也在奮力追趕。例如,景嘉微在軍工領(lǐng)域有所建樹,芯動(dòng)科技專注于高性能GPU,壁仞科技主攻AI推理和訓(xùn)練,摩爾線程則瞄準(zhǔn)圖形處理器。然而,這些廠商普遍面臨同樣的問題:整體系統(tǒng)布局不足,軟件生態(tài)薄弱,市場影響力有限。各家在單點(diǎn)上有進(jìn)展,但在全局上,難以形成對英偉達(dá)的實(shí)質(zhì)性威脅。
這種分散發(fā)展的策略,就像是幾條小船試圖對抗一艘航空母艦。每家廠商都在自己的一畝三分地上苦苦耕耘,卻缺乏彼此之間的協(xié)同和整合。結(jié)果就是,盡管各家在某些技術(shù)指標(biāo)上可能超過了英偉達(dá),但在全棧體系的競爭中,仍然無法形成合力。
最讓人擔(dān)憂的是,技術(shù)生態(tài)的碎片化。缺乏統(tǒng)一的開發(fā)平臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致國內(nèi)的技術(shù)生態(tài)像是一個(gè)拼湊的拼圖,開發(fā)者在使用這些國產(chǎn)GPU時(shí),面臨的兼容性問題和學(xué)習(xí)成本都大大增加。這不僅拖慢了技術(shù)的擴(kuò)展和推廣,還限制了國產(chǎn)GPU在國際市場上的競爭力。
分散的力量如何匯集,才能挑戰(zhàn)英偉達(dá)的霸主地位?
面對英偉達(dá)的“帝國體系”,中國的GPU廠商如果繼續(xù)單打獨(dú)斗,簡直是在自掘墳?zāi)?。想撼?dòng)這樣一個(gè)巨頭?醒醒吧,必須聯(lián)合!
參考模式?歷史早就告訴我們,分散的力量就是等著被碾壓。日本汽車工業(yè)曾各自為戰(zhàn),被美國巨頭壓得喘不過氣。后來呢?他們整合供應(yīng)鏈,統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),迅速崛起,成為全球汽車市場的霸主。安卓陣營也是如此。當(dāng)年iOS幾乎壟斷市場,結(jié)果谷歌帶著一群廠商抱團(tuán)反擊,安卓最終笑到了最后。
國內(nèi)GPU廠商該學(xué)會(huì)這一招了。繼續(xù)各自為戰(zhàn),只會(huì)讓英偉達(dá)繼續(xù)穩(wěn)坐王座。
國內(nèi)聯(lián)合的可行路徑?華為,站出來當(dāng)領(lǐng)頭羊吧。你有技術(shù),有市場,還有初步的生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)然,只靠一個(gè)華為是不夠的,而且什么市場都只給華為也不利于整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。必須照顧到其他獨(dú)立GPU廠商的利益。
這個(gè)時(shí)候,華為必須要展現(xiàn)出足夠的心胸和格局。在業(yè)界,華為比較“獨(dú)”這一點(diǎn),被廣為詬病。在不少領(lǐng)域,華為過于強(qiáng)勢,往往阻礙了其他廠商的發(fā)展,這也不利于整個(gè)市場的健康。
在汽車領(lǐng)域,我們似乎看到了華為的一種開放心態(tài)。一方面,堅(jiān)決不造車,不跟合作伙伴爭市場;另一方面,開始從資本層面進(jìn)行聯(lián)合,考慮合作伙伴的利益。
在GPU領(lǐng)域,完全可以跟汽車領(lǐng)域類似,可以通過獨(dú)立合資公司的方式,把昇騰和其他國產(chǎn)GPU廠商的力量整合起來,打造一個(gè)完整的國產(chǎn)計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)。
在這個(gè)國產(chǎn)GPU廠商聯(lián)合體的基礎(chǔ)上,還需要一個(gè)統(tǒng)一的開發(fā)平臺(tái)和生態(tài)。看看英偉達(dá)的CUDA,已經(jīng)綁死了全球的開發(fā)者。我們也得搞一個(gè)。統(tǒng)一的平臺(tái),統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),才能吸引開發(fā)者,才能形成合力。否則,各干各的,注定被分而治之。
政府也不能袖手旁觀。政策引導(dǎo)、資金支持、標(biāo)準(zhǔn)制定,都得跟上。只靠市場自發(fā)合作?別天真了,政府不出手,這場仗沒法打。
看看歷史上的成功案例。PC時(shí)代的“Wintel聯(lián)盟”——微軟和英特爾聯(lián)手,硬生生地把PC市場變成了他們的天下?,F(xiàn)在,中國GPU廠商也必須走這條路。聯(lián)合起來,形成軟硬件結(jié)合的合力,才能在全球市場上挑戰(zhàn)英偉達(dá)。
繼續(xù)單打獨(dú)斗,只會(huì)讓市場更加分裂,最后誰也贏不了。現(xiàn)在是關(guān)鍵時(shí)刻,選擇聯(lián)合,才能生存。選擇分散,只會(huì)被淘汰。
中國GPU產(chǎn)業(yè),必須抓住這次機(jī)會(huì)。聯(lián)合起來,才能在全球市場上真正站穩(wěn)腳跟。否則,一切努力都將白費(fèi)。
大模型,給了我們一次“平等”競爭的機(jī)會(huì)
英偉達(dá)的先發(fā)優(yōu)勢已經(jīng)穩(wěn)固如鐵。后進(jìn)者想要撼動(dòng)它,幾乎是不可能的任務(wù)。然而,中國市場或許在未來五年內(nèi),有機(jī)會(huì)構(gòu)建出一個(gè)“小英偉達(dá)”。聽起來像天方夜譚,但其實(shí)有理有據(jù)。
美國對中國的技術(shù)限制,尤其是在高端GPU領(lǐng)域的限制,反而給我們帶來了一個(gè)“政策墻”。這道墻不是障礙,而是屏障,為國產(chǎn)GPU的成長預(yù)留了一定的市場空間。在這片空間里,我們有機(jī)會(huì)培養(yǎng)出自己的技術(shù)力量,不至于被英偉達(dá)壓得透不過氣。
然而,比政策保護(hù)更為關(guān)鍵的,是大模型對整個(gè)產(chǎn)業(yè)的重構(gòu)。英偉達(dá)在AI領(lǐng)域深耕多年,但在大模型這一全新的戰(zhàn)場上,它其實(shí)并沒有那么強(qiáng)大的先發(fā)優(yōu)勢。大模型本身就是一個(gè)新生事物,所有人都在同一起跑線上,包括英偉達(dá)。
這就意味著,只要我們聚焦大模型,集中力量,特別是在GPU算力方面下大力氣投資,完全有可能實(shí)現(xiàn)“彎道超車”。
華為的鴻蒙系統(tǒng)就是一個(gè)很好的例子。鴻蒙的成功,不僅得益于政策保護(hù),更重要的是,它趕上了操作系統(tǒng)從手機(jī)向物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)變革期。正是這一變革期,給了鴻蒙突圍的機(jī)會(huì)。
現(xiàn)在,GPU領(lǐng)域也正處于類似的變革期。大模型的崛起正在重構(gòu)整個(gè)產(chǎn)業(yè)格局,這是中國企業(yè)必須抓住的歷史性機(jī)遇。而且,這一次,不能只有華為在戰(zhàn)斗,其他GPU廠商也必須聯(lián)合起來,形成合力,共同推進(jìn)國產(chǎn)GPU的發(fā)展。
未來五年內(nèi),能不能在中國市場上崛起一個(gè)“小英偉達(dá)”,關(guān)鍵在于我們能否抓住這次大模型帶來的變革機(jī)遇。機(jī)會(huì)擺在眼前,成敗在此一舉。
來源:數(shù)據(jù)猿
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