英偉達(dá)、AMD 高端芯片斷供，國產(chǎn)芯片如何迅速崛起

8 月 31 日，據(jù)外媒 Protocol、路透社等多家報道，美國開始對出口人工智能相關(guān)應(yīng)用所需的先進(jìn)芯片施加新的限制，其中 AMD、NVIDIA（英偉達(dá)）等半導(dǎo)體巨頭受到了直接的影響。

英偉達(dá)的 A100、H100、A100X 均被限制

英偉達(dá)在周三披露的一份文件中證實(shí)了這一消息的真實(shí)性，其表示，"2022 年 8 月 26 日，美國政府（或稱 USG）通知 NVIDIA，USG 對公司 A100 和即將推出的 H100 集成電路今后向中國（包括香港）和俄羅斯的任何出口提出了新的許可要求，立即生效。"

來源：SEC

與此同時，「DGX 及其他任何采用 A100 或 H100 集成電路和 A100X 的系統(tǒng)也在新的許可證要求范圍內(nèi)。許可證的要求范圍還會覆蓋到未來的一些 NVIDIA 集成電路產(chǎn)品，其中只要新品的一切性能等于或高于 A100，以及包含這些電路的任何系統(tǒng)，都要遵守此次許可。」

來源：SEC

毫無疑問，這一出口限制會直接影響到 A100 和 H100  圖形處理單元產(chǎn)品的銷售，英偉達(dá)的股價應(yīng)聲下跌 6.5%。

幾天前，英偉達(dá)發(fā)表一份聲明預(yù)計第三季度營業(yè)收入約為 59 億美元，而針對此次突發(fā)性事件的影響，本季度英偉達(dá)在中國的潛在銷售可能會損失 4 億美元。另一方面，英偉達(dá)認(rèn)為這也可能會阻止 H100 的開發(fā)進(jìn)程，進(jìn)一步影響該公司的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品的銷售。

劍指高端 GPU

A100 是英偉達(dá)于 2020 年發(fā)布的 GPU 旗艦產(chǎn)品，基于 Ampere 架構(gòu)。彼時 英偉達(dá) CEO 黃仁勛表示，A100 采用的是先進(jìn)的臺積電（TSMC）7nm 工藝，擁有 540 億個晶體管，其性能相比前代產(chǎn)品提升了 20 倍，此外 GPU 的最大功率達(dá)到 400W。這款作為通用型工作負(fù)載加速器，主要應(yīng)用在 AI 領(lǐng)域。

另一款受影響的產(chǎn)品 H100，作為 A100 的替代者，在設(shè)計方面采用了最先進(jìn)的臺積電 4nm 工藝、擁有 800 億個晶體管，可以加快 AI、HPC、內(nèi)存帶寬、互連和通信的發(fā)展，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)每秒近 5 兆字節(jié)的外部連接。在性能方面，H100 采用了自然語言處理的標(biāo)準(zhǔn)模型，即新的 Transformer Engine。H100 加速器可以將這些網(wǎng)絡(luò)的速度提高到上一代的 6 倍而不損失精度。

此外，H100 是第一個支持 PCIe Gen5 的 GPU，也是第一個利用 HBM3 的GPU，實(shí)現(xiàn)了 3TB/s 的內(nèi)存帶寬。20 個 H100 GPU 可以維持相當(dāng)于整個世界的互聯(lián)網(wǎng)流量。

英偉達(dá)的 A100X 和 H100 提供比 A100 更高的性能，幾款都屬于高端的 GPU 產(chǎn)品，此次斷供也帶來了極大的影響。"新的許可證要求可能會影響公司及時完成 H100 的開發(fā)或支持 A100 的現(xiàn)有客戶的能力，并可能要求公司將某些業(yè)務(wù)從中國過渡出去，" 英偉達(dá)表示。

同時，據(jù) CNBC 報道，英偉達(dá)稱“公司正在與美國政府接觸，并正在為公司的內(nèi)部開發(fā)和支持活動尋求豁免。我們正在與中國的客戶合作，用替代產(chǎn)品滿足他們計劃或未來的購買。在替代產(chǎn)品不夠的情況下，可能會申請許可證。”

這款替代產(chǎn)品極有可能是 A30，不過 A30 的性能比 A100 低得多，而且不提供類似的可擴(kuò)展性。盡管如此，在人工智能、分析或高性能計算方面，A30 會是一個備選。

AMD 也在列

除了英偉達(dá)之外，也有媒體報道稱 AMD 也收到了來自美國的類似通知，涉及其適合執(zhí)行 AI 相關(guān)計算的 GPU 系列，AMD 的 MI200 產(chǎn)品波及其中。不過相較于英偉達(dá)，基于 AMD 在中國的銷售業(yè)務(wù)規(guī)模，它受到的影響要小一些。

啟示錄

這也不禁讓我們想起不久之前，美國商務(wù)部以“保證這些對美國國家安全至關(guān)重要的技術(shù)不被惡意利用”為由，宣布于 8 月 15 日生效的新規(guī)定：

對設(shè)計 GAAFET（全柵場效應(yīng)晶體管）結(jié)構(gòu)集成電路所必需的 ECAD（EDA）軟件、金剛石和氧化鎵為代表的超寬禁帶半導(dǎo)體材料、燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)使用的壓力增益燃燒（PGC）等四項(xiàng)技術(shù)實(shí)施新的出口管制。

毋庸置疑，當(dāng)前部分芯片的斷供為我們敲響了警鐘。近年來，其實(shí)不少人也意識到了芯片自研的重要性。根據(jù)《2021-2022 中國開發(fā)者調(diào)查報告》顯示，芯片創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊迅速崛起，過去一年小于 10 人的芯片創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊占比超過 50%。

不過，作為基礎(chǔ)設(shè)施的重要一環(huán)，盲目的投入勢必會丟失方向，那又該如何在國產(chǎn)芯片行業(yè)實(shí)現(xiàn)突破？上海交通大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與工程系教授梁曉峣也曾在《國產(chǎn)GPGPU如何趕超國外？這3條路最有希望》一文中剖析了當(dāng)前這個時代“好用”的芯片成長之路：

這是一個非常好的時代，芯片產(chǎn)業(yè)總是由先進(jìn)工藝推動的，我們可以樂觀的預(yù)期未來推動先進(jìn)工藝的未必是美國的英特爾或英偉達(dá)，或許可能是中國的某家高科技公司呢？但另一方面，我們也必須看到英偉達(dá)研發(fā)一款新品的投入是以十億美金計，如果一個芯片公司的銷售達(dá)不到這個規(guī)模，肯定是無法持續(xù)的。當(dāng)前海量的資本都瘋狂的涌入這個賽道，而芯片是一個需要打持久戰(zhàn)的行業(yè)，一旦收入無法跟上，或無法成長為某個賽道的頭部，結(jié)局就可能很悲慘，即便是“飛起來的豬”也可能很快掉下來。我們必須理解市場需要的不是“好”的芯片，而是“好用”的芯片。所謂好的芯片就是絕對算力高、硬件指標(biāo)高，這個相對容易做到。但是做到好用就很困難，做出來的芯片沒辦法把潛力發(fā)揮出來，這是目前AI芯片公司的通病。還是以史為鑒，英偉達(dá)其實(shí)也是一步一步從不好用做到好用，走過了一個漫長的階段。早期的GPU是很不好用的，沒有什么人會用GPU編程，只有那些所謂的“極客”會考慮使用GPU，拼命把其中的算力榨取出來。可以說早期的GPU比現(xiàn)在的AI芯片更不好用。這時候就需要有一批行業(yè)領(lǐng)袖和技術(shù)大咖挺身而出，代表性的人物包括UIUC的胡文美教授（Wen-mei Hwu），他們發(fā)明了CUDA，從此有了可以直接對GPU進(jìn)行編程的語言，使得GPU的潛力得以充分發(fā)揮，從而真正走上了騰飛之路。又經(jīng)過十年左右的發(fā)展，形成了一個非常強(qiáng)大的生態(tài)，可以支持各種各樣的應(yīng)用，豐富了高級語言的屬性，能夠支持更為復(fù)雜的模型和算法，并且逐步在很多行業(yè)形成壟斷。

因此，芯片是一個需要不斷積累的行業(yè)，而且獨(dú)行未必會有一個良好的結(jié)果，只有眾人拾柴方能讓火焰高。中國工程院院士倪光南也曾在“第十七屆開源中國開源世界高峰論壇”上呼吁，「建議我國在發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)時，要抓住開源發(fā)展的新潮流，抓住新一代科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的發(fā)展機(jī)遇，用好開源的創(chuàng)新模式，結(jié)合我國舉國體制和超大規(guī)模市場優(yōu)勢，聚焦開源綠色發(fā)展架構(gòu)，發(fā)展中國芯片產(chǎn)業(yè)，大力發(fā)展壯大 RISC-V 產(chǎn)業(yè)生態(tài)。」

參考鏈接：

https://www.sec.gov/ix?doc=/Archives/edgar/data/0001045810/000104581022000146/nvda-20220826.htm

https://www.protocol.com/bulletins/nvidia-amd-ai-chips