數智奔湧,中國芯指引無盡未來

芯潮IC 2023-12-19 10:05:11

“得算力者得天下”,這句話,很好地總結了2023年的科技博弈。

除了禁令和限制條款,這一年的中國芯,更迎來了不少可喜的進展與突破。作爲算力發展的硬件基石,AI芯片是針對人工智能算法做了特殊加速設計的芯片,以英偉達爲首的GPU作爲AI芯片的引領者,逐漸取代英特爾CPU、異軍突起,正改變整個芯片産業競爭的格局。

過去以CPU爲主串行計算的集成電路模式,逐漸變成以GPU和廣義AI芯片爲主的算力決定芯片核心考核指標,這樣的大環境下,中國芯如何在研發制造上破局?

2023年12月14日,騰訊科技Hi Tech Day暨2023數字開物大會在北京召開。大會以“智能湧現 數開萬物”爲主題,探討前沿數字科技及産業數字化生存法則,揭開生成式AI爆發下的企業增長奧秘。

國資委科技強國智庫專家委員會主任、中國科學院教授廖奇爲帶來主題演講“中國芯賦能智能算力,助力數字經濟高質量發展”,爲我們揭開數智化經濟時代,中國芯片前景的冰山一角。

01 算力,決定一個國家的未來競爭力

第一次工業革命讓人類進入熱力時代,第二次工業革命讓人類進入電力時代,由計算機主導的第三次工業革命則開啓了算力主宰的新時代,算力成爲拉動時代向前發展的新引擎。

在OpenAI智能時代得大背景下,算力、存儲和通信技術創新成爲國家間的競爭高地,核心問題就是AI算力,這直接決定了一個國家的發展。

隨著IDC的預測,全世界數據在2025年已經達到175ZB,數據大爆炸的時代近在眼前。其中,中國數據量增速最爲迅猛,預計2025年將增至48.6ZB,占全球數據圈的27.8%,平均每年的增長速度比全球快了3%。

作爲背後的受益者,2023年第二季度,NVIDIA産值達到130億美元,而且是以年增長101%的速度高速增長。

所謂芯片半導體也有摩爾定律。隨著芯片集成度越來越高,硅基爲主的芯片已經進入2-3納米這樣的極限瓶頸。隨著集成度和量子隧穿基本物理的限制,現有的CPU或者集成電路的生産受到的限制已經消失,但隨著人工智能AI芯片的産生,新的摩爾定律誕生——不是以芯片集成的電子器件的數量作爲指數增長的評價,而是以算力作爲綜合的評價指標。

正如「ChatGPT之父」Sam Altman在社交媒體所稱:一個全新的摩爾定律可能很快就會出現,即宇宙中的智能數量每18個月翻一番。

現階段,新的算力摩爾定律是每2.2年翻倍的速率,評價我們未來芯片發展的參數,現在以GPU爲主也是指數增長的速率,GPU的處理能力成爲先進人工智能模型的前提。

人工智能GPU芯片發展路徑,現階段還是以美國NVIDIA主導,在禁運封鎖的既定事實下,解決中國芯的問題,即未來解決中國算力的核心問題。今年可以很明顯看到,隨著ChatGPT大模型時代的到來,以硅谷、亞馬遜爲首的美國科技企業,及以騰訊、百度、阿裏爲首的中國科技企業,都在AI算力及大模型上做了充分的戰略布局。

此外,包括海光信息、寒武紀,飛騰、摩爾線程、壁仞、沐曦等在內的中國芯力量,正在堅定求生,從硬件底層出發不斷突破,得算力者得天下。

02 集結專家力量,國産芯片需要多點賦能

針對數智高速發展背景下的芯片競爭,中科院團隊一直穩紮穩打,不斷突破。

不久前,中科院的李明研究員和祝甯華院士團隊成功研發出一款光計算芯片,該芯片在運算速度方面超越了美國芯片巨頭英偉達的A100,比英偉達的A100快1.5-10倍,令業界矚目。

以廖奇爲首的中國科學院團隊還與多位強國院士智庫專家一道,深研半導體芯片活化和智算中心開源大模型的産業生態鏈,提出了中國芯的發展技術路線圖,團隊重點突破了AI尤其是在架構設計中新的自主RPP架構,對標NVIDIA的GPU核心芯片,解決中國芯的卡脖子問題。

廖奇表示,中國已經有了自己的GPU設計生産能力,並進行了産業化的布局。其團隊通過14納米常規的GPU工藝生産出的芯片,解決了RPP自主架構的重塑的問題,核心主要是解決集成度和能耗比的問題。

廣義的算力包括算力、存力、運力,其中算力是決定大腦的運算,存力是我們的記憶系統,也是大數據的核心重要組成部分,運力就是數據傳輸效力。隨著現代社會的發展,存算比成爲其中的一個很重要的概念,是核心算力的基本參數。這顆芯片的核心就是解決低能耗、低成本、高集成的問題,該GPU跟NVIDIA同類芯片相比,邊緣計算甚至可以達到1/27的能耗比。

“隨著我們利用半導體的封裝,加上核心的存算一體化的設計,整個芯片的運行效率和集成度會更加靈活,面積也是作爲NVIDIA的同等效率1/7。”據廖奇介紹,這一GPU芯片的第二代正在進一步研發,很快就會流片。此外,麒麟9000這一國內頂尖的5G射頻芯片,該核心團隊也給予了部分支持。

除了硅基芯片以外,中科院也在量子芯片、仿生神經網絡芯片設計等方向上同步推進。廖奇及其團隊正在開發5G基站芯片和WiFi芯片,已經在布局小型基站,解決區域組網甚至靈活組網的芯片。超萬兆IP傳輸核心芯片已經達到8K、25GB的萬兆傳輸,已開發第二代,現階段通過國際和中國廣電總局的認證。

君不見長松臥壑困風霜,時來屹立扶明堂。中國芯正處在技術突破的關鍵時期,以中科院爲代表的國産科技力量持續堅挺,爲芯片及相關産業、現階段AI數字經濟高質量發展夯實底層。科技生生不息,未來正綻放無限可能。

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