英偉達的Hopper和Blackwell AI芯片領跑市場英特爾、AMD能否與之抗衡?——彭博社
Ian King
英偉達H100芯片圖片來源:Marlena Sloss在經歷股價狂飆一度成為全球市值最高企業後,投資者對繼續注資這家芯片製造商變得更為謹慎。人們意識到,人工智能計算的普及之路並非坦途,且不會僅依賴英偉達的技術。
目前英偉達仍是AI淘金熱中最卓越的"賣鏟人"。其營收持續飆升,Hopper芯片系列及下一代Blackwell架構的訂單量極為可觀。
其持續成功的關鍵在於微軟、谷歌等科技巨頭能否為AI找到足夠多的商業應用場景,以從其鉅額芯片投資中獲利。即便實現盈利,市場對該公司最強力且利潤豐厚的芯片需求量仍存疑:今年1月,中國初創企業深度求索發佈的AI模型宣稱性能媲美美國大廠產品,但開發所需資源大幅減少。
當深度求索公佈詳述新模型性能及研發過程的論文後,英偉達市值單日蒸發5890億美元,創歷史最大跌幅。截至五月中旬,其股價已收復大部分失地。
下文將解析推動英偉達驚人增長的動力與未來挑戰。
英偉達最受歡迎的AI芯片有哪些?
目前的盈利主力是Hopper H100芯片,其命名致敬了計算機科學先驅格蕾絲·霍珀。這款圖形處理器是源自遊戲玩家個人電腦的加強版。Hopper系列現正被以數學家戴維·布萊克威爾命名的Blackwell系列取代旗艦地位。
Hopper和Blackwell均採用能將多台搭載英偉達芯片的計算機集羣整合為單一單元的技術,可高速處理海量數據並進行計算。這使它們完美契合訓練神經網絡的算力密集型任務——這些網絡正是支撐新一代AI產品的核心。
成立於1993年的英偉達早在十多年前就押注並行計算能力終將使芯片在遊戲之外的領域大放異彩,由此開創了這一市場。
這家總部位於加州聖克拉拉的公司將提供多種Blackwell產品組合,包括GB200超級芯片方案——該方案將兩個Blackwell GPU與一個通用中央處理器Grace CPU相結合(Grace CPU同樣以格蕾絲·霍珀命名)。
英偉達AI芯片為何獨特?
所謂生成式AI平台通過消化海量現有資料來學習文本翻譯、報告摘要和圖像合成等任務——接觸的數據越多,表現越出色。這類平台通過試錯法發展,需進行數十億次嘗試才能達到精通水平,整個過程消耗着巨大的算力。
據英偉達稱,Blackwell在AI訓練中的性能是Hopper的2.5倍。新設計擁有如此多的晶體管——這些賦予半導體信息處理能力的微型開關——以至於無法以傳統方式作為單一單元生產。該公司表示,實際上這是通過特殊連接技術融合的兩枚芯片,確保它們能無縫協同工作。
對於急於訓練AI平台執行新任務的客户而言,Hopper和Blackwell芯片提供的性能優勢至關重要。這些組件被視為AI發展的關鍵要素,以至於已被限制向中國銷售。
英偉達如何成為AI領域領導者?
英偉達早已是圖形芯片(生成計算機屏幕圖像的組件)領域的王者。最強大的圖形芯片配備數千個處理核心,可同步執行多重計算線程,從而能生成包含陰影和反射等複雜3D渲染效果——這正是現代電子遊戲的標誌性特徵。
21世紀初,英偉達工程師意識到可以改造這些圖形加速器用於其他領域。與此同時,AI研究人員發現使用這類芯片終於能讓他們的研究實現實用化。
英偉達的競爭對手在做什麼?
市場研究機構IDC數據顯示,英偉達佔據數據中心GPU市場約90%份額。主導雲計算服務的巨頭——包括亞馬遜AWS、谷歌雲和微軟Azure等英偉達主要客户,以及競爭對手超微半導體與英特爾都在自主研發芯片。
在5月台灣舉行的Computex展會上,英偉達表示願意配合部分客户自主生產關鍵組件的舉措。首席執行官黃仁勳宣佈,英偉達的NVLink服務器骨幹網——一組作為計算機主芯片間高速連接的核心技術——將向其他公司的產品開放。此前該技術僅限用於英偉達自家處理器和加速芯片。
不過目前,這些替代芯片的開發尚未對英偉達的市場主導地位構成實質性衝擊。
英偉達如何保持競爭優勢?
英偉達以其他企業難以企及的速度持續更新產品體系,包括配套硬件支持的軟件方案。該公司還設計了集羣系統,幫助客户批量採購H100芯片並快速部署。雖然英特爾至強處理器能處理複雜數據運算,但其核心數較少,在處理訓練AI軟件所需的海量數據時速度較慢。這家曾主導數據中心組件市場的企業,仍難以推出能讓客户放棄英偉達設備的加速器產品。
黃仁勳攝影:Annabelle Chih/Bloomberg### AI芯片需求現狀如何?
黃仁勳及其團隊多次強調,公司現有訂單已超出產能負荷,即便是舊款芯片也供不應求。
微軟、亞馬遜、Meta Platforms Inc.和谷歌已宣佈計劃共同投入數千億美元發展人工智能及支持其運行的數據中心。但近期有跡象表明,AI數據中心建設熱潮可能正在降温。微軟已暫緩全球多個數據中心項目,引發外界對其是否過度佈局AI算力基礎設施的擔憂。
為何中國初創企業深度求索引發強烈關注?
深度求索開源AI模型R1的發佈令競爭對手震驚——該模型以極低資源消耗達到了與美國同行媲美的性能表現。
該公司採用"推理優化"方法,通過現實數據微調模型,相比其他企業的人工訓練方案更省時耗。就連潛在利益受損方英偉達也承認這是"卓越的AI進步",且未違反美國技術出口管制。
雖然美國禁令限制英偉達向中國出售最先進GPU,但該公司的表態消除了部分行業分析師對中國初創企業技術突破真實性的質疑。
英偉達強調,即便AI建模方式變革,其芯片仍將發揮關鍵作用:“推理過程需要大量英偉達GPU及高性能網絡支持。”
AMD與英特爾在AI芯片領域如何與英偉達競爭?
全球第二大顯卡製造商AMD於2023年發佈了針對英偉達主導市場的Instinct系列新品。性能提升35倍的升級版MI350芯片將於年中向客户交付,首席執行官蘇姿豐表示其表現將遠超前代產品。
雖然業界普遍認為AMD最有可能撼動英偉達的領先地位,但有跡象表明其發展勢頭受阻。該公司預測2025年前半年營收將與2024年後半年持平。AMD每年從AI模型開發加速器芯片中獲得超50億美元收入,而英偉達同類產品年銷售額突破千億美元。
英特爾管理層向分析師坦言"未實質性參與雲端AI數據中心市場競爭"。由於未獲潛在客户積極反饋,該公司於1月決定放棄代號"獵鷹海岸"的新AI芯片上市計劃,僅將其用於內部測試。
目前尚無競爭對手能企及英偉達宣稱Blackwell架構將帶來的技術飛躍。該公司的優勢不僅在於硬件性能,其發明的CUDA編程語言使顯卡能處理AI應用底層運算,這一軟件的廣泛使用形成了行業對英偉達硬件的深度依賴。
參考書架
- 通過我們的人工智能術語表填補知識空白。
- 這就是為什麼新型AI模型對芯片和能源有着永不滿足的需求。
- 英國艾倫·圖靈研究所探討人工智能倫理與安全。
- 彭博商業週刊深挖了黃仁勳對AI的豪賭背後的故事。
- 隨着對科技巨頭支出的疑慮消退,英偉達股價在五月強勢反彈。