如果不是搭上AI的高速列車,那么英偉達今天對英特爾還構不成威脅,只能在局部市場與英特爾小范圍產生摩擦。但飛馳的AI列車,讓英偉達有足夠的資金以400億美元收購Arm,通過GPU加上CPU的“組合拳”,有了撼動英特爾的可能性。
盡管此前高通、微軟、谷歌等對英偉達收購Arm表示反對,但不久前聯發科、博通及Marvell對該收購案投了贊同票,英偉達正在爭取更多的支持者。一旦收購達成,未來的芯片市場尤其是數據中心芯片市場,英特爾一家獨大的局面就有可能改變。
作為應對,不久前有媒體爆料英特爾將以20億美元收購RISC-V創業公司siFive,盡管英特爾與siFive都對此不予置評,但英特爾正在尋找新的棋子、加固護城河已是不爭的事實。
英特爾與英偉達這對歡喜“冤家”,進入了PK的第三賽段。
從GPU到CPU全面開火
英偉達與英特爾的戰爭,始于GPU放出異彩的PC游戲市場。如果我們將之稱為第一賽段,那么在這一賽段,英偉達無論在體量還是影響力上都無法與英特爾相提并論,其進攻性在英特爾看來只是“隔靴搔癢”。
誕生于1993年的英偉達做獨立的圖形顯示芯片(GPU),而創立于1968年的英特爾做CPU,英特爾圖形處理能力集成于CPU中,兩者有沖突但不那么明顯。
后來,英偉達創始人兼CEO黃仁勛挖來了圖形學和高性能并行計算的大神David Kirk,讓GPU不僅僅能進行圖形處理,還可以做通用的并行計算。在其主導下,2006年英偉達推出了并行多任務處理平臺CUDA。GPU在圖像處理之外,開始進入了科學計算、海量數據處理、金融分析等需要大規模并行計算的領域。GPU被理解為另一種形式上的通用芯片,英偉達與英特爾之間競爭的火藥味進一步增強。
圖形芯片與并行計算市場漸熱。2006年,AMD公司收購了圖形芯片巨頭ATI,意在用CPU整合GPU。與此同時,英特爾也開始重視圖形處理,并在自己的芯片組中集成了3D圖形加速器。2008年英特爾曾計劃推出獨立顯卡Larrabee,但因技術指標沒有實現而在2009年年底取消。
英特爾和英偉達之間的戰爭進入白熱化的第二賽段是在人工智能時代,英偉達被AI的餡餅砸中,成為人工智能訓練芯片市場的“香餑餑”。
英偉達被AI市場的認可源自于一場AI大賽。2012年的ImageNet(圖像識別領域賽事)大賽上,Geoffrey Hinton的學生通過兩個GPU將深度卷積神經網絡AlexNet的準確率提高了10.8%,震撼了學術界,為英偉達做了一個大廣告,英偉達一戰成名,大步跨入AI市場。GPU+CUDA,從軟硬件層面釋放了GPU做并行計算的能力,非常適合運行深度學習算法。于是,英偉達的GPU代替CPU成了AI訓練市場的首選,英偉達在AI時代扶搖直上。
2020年7月8日,英偉達的市值超過了英特爾,成為全球第三大半導體芯片公司。而在最近,英偉達的市值漲到了英特爾市值的兩倍。事實上,英偉達是一家芯片設計公司,而英特爾是一家集設計與制造于一身的企業,其收入、體量英偉達尚無法與之相提并論。英特爾2019年的營收為719億美元,2020年為779億美元;英偉達2020財年的營收為109億美元,2021財年為166億美元。而且英特爾在數據中心市場一直擁有絕對優勢。在AI市場,如果說英偉達的優勢在于訓練市場,那么英特爾的優勢就在于分析與推理市場。從收入上看,英特爾依然是“大哥”,英偉達還是“小弟”。
但是英偉達并不止步于此。去年,英偉達宣布以400億美元收購Arm公司,震驚業界,同樣震撼了英特爾。目前全球有超過95%的移動設備采用Arm架構,其在移動市場有著得天獨厚的優勢。英偉達希望聯手Arm,不僅僅是在移動市場,更重要的目標是以GPU+CPU方式向英特爾的核心領地——數據中心發起進攻。
鄭義陶的話印證了英偉達的這一訴求。不久前,英偉達全球副總裁鄭義陶在接受《中國電子報》記者采訪時表示,英偉達收購Arm,其實對整個行業是非常有幫助的。首先在數據中心領域,x86平臺幾乎處于壟斷狀態,這不利于行業的發展;而英偉達與Arm結合后,將有機會打破這一壟斷。其次,英偉達與Arm之間是互補的關系,對于Arm而言,在數據中心領域的實力相對不足,而英偉達可以把在這方面的技術帶給Arm。這個收購是一個1+1>2的模式。
毫無疑問,英偉達對Arm的收購宣告其與英特爾的競爭正式進入第三賽段,從GPU到CPU全面開火。
推倒AI+HPC的多米諾骨牌
種種信息來看,英偉達帶領Arm向英特爾數據中心發起沖鋒的第一戰是高性能計算市場,黃仁勛認為,這個市場正引發“多米諾骨牌效應”。
6月底,黃仁勛在法國舉行的Teratec會議上視頻致辭,Teratec為歐洲最重要的高性能計算(HPC)活動之一。黃仁勛在演講中表示:“將Arm模式應用到高性能計算的時機已經到來。高性能計算+加速計算+深度學習,將推動高性能計算經歷多米諾骨牌效應。而這三者的組合將有可能實現超越指數、超越摩爾定律的進步速度?!?br data-filtered="filtered"/> 同期,全球最重要的HPC活動——全球高性能計算大會(ISC 2021)也在德國舉行。每次的ISC大會都會如期公布全球最強的超級計算系統TOP500的 ,這一屆的TOP500的冠軍被日本的“富岳”計算機摘得,而“富岳”采用了Arm架構的芯片。另外,在TOP500中有342個系統采用了英偉達技術加速,其中包括70%的新系統。AI加速、Arm、HPC這三者的組合,意味著由英特爾主導的超級計算芯片格局,正悄然變化。
通常在一個既定的成熟市場新入局者往往很難打破原有的格局,但是在新的變量和增量市場,則存在很多機會。黃仁勛認為,高性能計算市場正在面臨新的變量,而且這些變量正深刻影響各行各業。
在Teratec大會上,黃仁勛講了加州大學圣地亞哥分校的研究團隊利用GPU和深度學習,來破解健康細胞是如何感染新型冠狀病毒的研究故事。這個團隊在Summit超級計算機上,對3.05億個原子1毫秒行為進行了模擬,突破了極限。藥物研發的難題在于如何實現觀察記錄復雜生物學機制,現在通過“高性能計算+加速計算+深度學習”,能加快對于生物學機理的研究,而事實上,不僅僅是生物制藥,包括金融、制造業等各行各業都需要通過模擬仿真、數字孿生尋找行業機理,獲得行業洞察,AI+HPC的融合正在成為新趨勢。
英偉達與英特爾的宣戰以HPC市場“開刀”并非6月才發生。早在今年4月舉行的英偉達GTC大會上,黃仁勛就在自家廚房對著鏡頭,宣布推出3款基于Arm IP打造的處理器:針對數據中心TB級加速計算而設計的CPU NVIDIA Grace、全新BlueField-3 DPU、1000TOPS算力的自動駕駛汽車SoC,而且黃仁勛強調未來數據中心的標配是“CPU+DPU+GPU”。英偉達終于做了CPU,真正和英特爾“針尖麥芒”對著干了。
與英特爾CPU堅守的x86架構不同,英偉達的Grace另起爐灶采用Arm架構。之所以采用新的架構,黃仁勛給出的理由是:原來的計算架構已經逼近極限,需要圍繞以AI為核心設計新的計算架構,而Arm是全球最受歡迎的CPU架構,因為它超級節能,而且采用開放式授權許可模式。與此同時,他強調Grace與傳統CPU不一樣的地方在于有更強的AI和HPC能力。
面對英偉達以“AI+HPC”組合發起的強勢進攻,英特爾當然不可能不作為。幾天前,同樣是在ISC2021大會上,英特爾副總裁兼高性能計算部總經理Trish Damkroger宣布:“英特爾正在通過多種不同的路徑來加速計算。我們的產品組合涵蓋通用計算、專用加速、獨特的持久內存和E級存儲、高性能互連和創新安全功能?!庇⑻貭柾ㄟ^“通用計算+專用加速+內存+網絡技術”組合拳推動HPC與AI的融合。
而且為了進一步優化高性能計算和人工智能工作負載,英特爾在今年早些時候啟動了基于Xe架構的HPC GPU(代號“Ponte Vecchio”),Ponte Vecchio是用于E級存儲和人工智能方面的XPU,集成了超過1000億個晶體管,利用英特爾的Foveros 3D封裝技術對多個IP進行封裝。這其中的關鍵詞CPU+GPU+存儲+3D封裝等,正是英特爾一直強調的六大組合。
Trish Damkroger在演講中講述,高爾夫運動器材制造商利用高性能計算設計具有更好性能的球桿;鐵路公司利用可靠的天氣預報系統避免火車脫軌事故;藥劑師利用機器學習識別藥物中的有害成分;能源類公司通過對電廠機械進行全生命周期的模擬,能夠在控制成本的情況下提升運行和維護經驗。這些都是HPC+AI帶來的指數級變化的行業故事。
無論是英偉達還是英特爾,都意識到了AI與HPC的融合將引發新一輪的多米諾骨牌效應,在此處交戰已不可避免。 未來之戰,棋逢對手
在HPC戰場上,英偉達與英特爾正在短兵相接,而更大的戰爭還在后面。因為真正的棋逢對手,一定不是你出一張牌,我跟一張牌,而是在你舉棋之際,我就能猜出你的下一步甚至兩三步,然后先你一步下手。
黃仁勛是一個勇猛的斗士也是一個敢賭之人,其創業早年壓錯技術路線險遭破產,然后頑強活下來,在別人還沒有留意到AI要來之時,就醉心于深度學習。硅谷曾有人透露,只要給黃仁勛打電話說談深度學習,他就會來,而且約他不需要秘書,或許正是因為比其他人更早聞到了深度學習的味道,更早做了布局,所以英偉達才會被AI的餡餅砸中。
與黃仁勛棋逢對手,英特爾新CEO基辛格看起來溫文爾雅但同樣是一個狠角色?;粮窠衲昴瓿跎先渭葱糏DM2.0戰略進軍代工,就可看出他不是一個按常理出牌的人?;粮袷抢嫌⑻貭柍錾?,后跳槽到EMC任總裁、VMware做CEO,于是將計算產業從底層芯片、整機到系統軟件、云計算都摸了個遍,現在重歸英特爾,深知要想改變眼下英特爾的窘境,必須布更大棋局。幾天前,基辛格跑去給剛畢業的大學生做了個演講,其中談到了成就偉大事業的兩條規則:一是在你目前的角色中做偉大的事情,二是為下一項工作做好準備。
基辛格在為英特爾的下一輪工作所做的準備是抓住RISC-V,開源指令集RISC-V是下一個產業新變量,是改變下一輪產業生態變革的關鍵抓手。
指令集之所以重要,因為它是對上規范軟件生態,對下規范硬件生態,是牽動整個產業發展的關鍵。自從MIPS退出江湖,目前市場上就只剩下x86、Arm和冉冉升起的RISC-V三大指令集?,F在,Arm被黃仁勛抓在了手里,X86是英特爾自己家的指令集,那么基辛格能夠想到也必須搶到的下一張牌就是RISC-V,盡管這張牌羽翼未豐,但發展勢頭非常迅猛。據RISC-V 顯示,2018年,RISC-V基金會成員不到200家,而現在RISC-V基金會成員已超過2000家、覆蓋70個國家,這樣的燎原局面,僅僅用了兩年時間。
所以,有了英特爾將以20億美元收購RISC-V創業公司siFive的傳言,盡管英特爾與siFive都對此不予置評,但無風不起浪,從種種跡象來判斷,英特爾是有此心的,就看雙方能否談得攏,siFive是否愿意賣。siFive是RISC-V的核心創業公司,擁有大量RISC-V的實現技術專利,RISC-V基金會中很多核心規則就來自于siFive的貢獻,收購siFive就相當于掌握了RISC-V核心話語權。
目前英特爾正在尋找能夠帶來指數級增長的顛覆性技術,英特爾全球研究院副院長、中國研究院院長宋繼強在此前曾表示,邁向持續的千倍速計算未來,需要有超前的思維和超常的思維,從超常的維度看,從硬件層面,融合的XPU異構計算會成為主流,除此之外,顛覆馮諾依曼架構的類腦計算也是重要方向。在軟件層面看,XPU架構需求能夠同時掌握多種架構編程語言的開發人員、跨架構編程模型與機器編程工具等就變得越來越重要。
毫無疑問,尋找未來的架構,尋找更多顛覆性技術,為未來布設更多的棋子,正在成為基辛格“為英特爾安排的下一項重要工作”。那么英偉達,除了收購Arm,又將如何再做布局?英特爾與英偉達之間的未來戰爭仍撲簌迷離。
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