英伟达、AMD断供高端GPU，国产能顶上吗？

 

继拜登签署“芯片法案”后，美国再下重拳，禁止对华出口 AMD 及英伟达部分高端 GPU！

01

美限制对华高端 GPU 出口

 

据路透社报道，英伟达公司当地时间周三表示，美国官员要求其停止向中国出口两种用于人工智能工作的顶级计算芯片，此举可能会削弱中国公司开展图像识别等高级工作的能力。

消息发酵后，英伟达在 SEC 文件上官方确认此事，称是 8 月 26 日收到美国政府的通知。

英伟达表示，该禁令影响了其旨在加速机器学习任务的 A100 和 H100 芯片，可能会干扰英伟达今年宣布的旗舰芯片 H100 的开发完成。

 

除了英伟达之外，美国芯片厂商 AMD 也相继收到总部通知，对中国区客户断供高端 GPU 芯片。

 

本次美国宣布对中国断供 GPU 的几个关键信息如下：

应用领域：数据中心高端 GPU
涉及厂商：AMD、NVIDIA 两大龙头
产品型号：AMD 旗下 MI100 和 MI200 系列、NVIDIA 旗下 A100 和 H100 系列
断供节奏：暂停发货并统计已发货清单，预计 2-3 天后会发布对客户与合作伙伴的沟通口径

值得一提的是传言还包括：英伟达通知中国互联网客户高端 Al 训练 GPU 芯片，H100、A100 限售中国互联网公司，目前腾讯、百度、字节等公司均验证确认有收到通知。可能后续会有明确制裁新闻，目前属于预沟通。

 

截止发稿，英伟达中国、阿里方面都还未回复，但是此消息也并非完全空穴来风，近一个月美国密集出台不利于全球半导体产业发展的法案法规。

 

7 月 28 日，美国众议院通过《芯片与科学法案》；7 月 30 日，美国商务部禁止美国企业向中国提供可用于 14nm 以下先进制程芯片制造的设备；8 月 15 日，美国商务部发布对 EDA 软件工具等四项技术实施出口管制。

 

而美国此次对英伟达和 AMD 实施芯片的出口禁令，除了阻碍英伟达在中国高达 4 亿美元的业务以外，还会影响国内数据中心和 AI 领域的研究。

 

02

或剑指中国超算

 

根据消息，被封锁的产品是有足够双精度计算能力的高端 GPU，对于低端 GPU 不受影响。

 

具备较高双精度计算能力的高端 GPU 主要用于高性能计算领域，包括科学计算，CAE（计算机辅助工程），医疗等方面。

 

 

超算中心即国家超级计算中心，由数千甚至更多处理器组成，具备超高算力，被誉为“计算机中的珠穆朗玛峰”，主要满足国家高科技领域和尖端技术研究的需求。

 

相比之下，普通的数据中心面向所有需要信息技术支撑的场景，包括大量互联网应用。中国的电信运营商、互联网公司都自建数据中心。

 

企业级数据中心经常采购 NVIDIA 消息中的 A100、H100 产品，这些产品都是有足够双精度计算能力的高端 GPU，上述断供行为如果落实，造成的波及范围会比较大

 

。

 

过往来看，美国已经对中国超算三次“动手”，2015 年中国“天河二号”项目相关的 4 家中国机构被美国列入“实体清单”；2019 年，海光、中科曙光、无锡江南计算技术研究所等 5 家进入实体清单；2021 年，飞腾，申威等 7 家超算机构进入实体清单。

 

从上述历程可以看出，对于中国超算，美国从打击方式到范围来看都是升级的。

 

如若消息属实，这次的打击方式将是从“超算相关单位进入实体清单”升级为“可为超算提供服务的相关产品直接禁售”， 导致受影响的范围从超算领域扩大到互联网领域。

 

对高端 GPU 的断供，看似依然是对中国超算和智能计算的进一步封锁，但波及范围已经远远放大，并且技术点的断供还要考虑对上下游的牵连。

 

总的来说，禁售英伟达和 AMD 的 GPU 对我国顶尖超算基本没有影响，因为神威、天河早已经在超算芯片方面实现了国产化。对一些商业超算可能会有一定影响，对于人工智能、区块链这些行业会有一定影响。

 

03

核心 IP 仍有十年差距

 

图形处理器（GPU）作为显示卡的“大脑”，是芯片领域的核心产品之一。

 

目前全球 GPU 市场现已形成三足鼎立的寡头竞争格局。从全球 GPU 整体市场情况来看，Intel 得益于在笔记本电脑及传统 PC 行业的优势，现已在集成 GPU 市场独占鳌头，2021 年二季度全球 GPU 市场占有率高达 68.30%。

 

独立 GPU 市场则主要由 NVIDIA 和 AMD 两家公司占据，2021 年二季度全球 GPU 市场占有率分别为 18.30% 和 13.40%。

 

近年来，受政策资本和需求的三重共振，本土 GPU 赛道景气，国内企业加速追赶海外大厂。

 

不过任何一款高端芯片的打造，都离不开基石——IP 的“成全”，IP 的质量很大程度上决定了国产 GPU 性能的底色。

GPU作为高性能的大芯片，想在短期内出成果，必然需要依赖外部 IP。国产 GPU 厂商能够快速推出相关产品，很大程度上依靠外购 IP。

 

但打着自主研发之名，行外购之实，推出“马甲”产品就难免有忽悠之嫌，这样的案例在芯片领域本就不在少数。

 

自研 IP 越多，芯片设计上越有把握，产品的差异化更明显。但相对而言，资金、人员、时间上的成本投入也更高。

 

GPU IP 自研需要 36-48 个月以及 200 个工程师，而采用外购 IP 的方式，可以减少 12-18 个月开发周期。

 

考虑到 GPU 的研发非常考验项目的目标管理能力，对于团队能力和组织工程能力要求很高，初创企业由于能力有限，短期内如果自研路线不顺利，会选择大量外购 IP 或“马甲”路线。

 

但从长远看，公司团队的成长、市场定位以及盈亏平衡不能得到保证，而且会逐渐拉开跟行业领先公司的差距。

 

据集微网了解，GPU 的 IP 主要涉及三大类：

模拟 IP，包括 PCIe、Displayport 和 HDMI 等等，这方面国内厂商占有率较低
Memory
数字 IP，包括基于 Arm 或 RISC-V 的微控制器 IP、编解码芯片 IP 以及最核心的 GPU IP 等

核心 IP 国内有Imagination、芯原、格兰菲等厂商，相对而言，Imagination 认可度较高，芯原是后起之秀，而格兰菲主要面向特定领域用户。

 

国内核心 IP 能力至少比英伟达、AMD 等落后十年左右。而整体而言，GPGPU 企业与国际大厂技术差距约 3 年，渲染 GPU 与国际大厂差距约 10 年左右。

 

国内 GPU 底层技术空白点较多，IP 大多受制于国外厂商，产品前端稳定性不理想，目前又很难在主线中高端电子产品上得到普及化应用，需多年沉淀形成自主 IP 积累才能具有一定替代性。

 

需要指出的是，外购 IP 并不意味着无法自主可控，但对 GPU 企业的能力要求很高。

 

04

高端 GPU 可有国产替代？

 

想必大家会问，如果美国真的对高端 GPU 断供，国产 GPU 是否有可行的替代方案呢？从整体来看，目前国产 GPU 仍处在一个发展的初期。

 

近年来，随着中美贸易关系持续恶化，美国对中国半导体产业发展持续打压，以及在国产替代的大趋势以及资本的助力之下，涌现出了一大批国产 GPU 厂商，我国的 GPU 国产化进程也正在加速。

 

例如，老牌 CPU 厂商如龙芯、海光等均实现上市，且在 GPU 领域寻求突破，龙芯中科自研 GPU 已首度亮相，海光的 DCU（GPGPU）也逐渐打出知名度，此外，也涌现出一批颇具知名度的初创 GPU 企业。

 

百度等互联网企业已经发布自研 AI 超算芯片产品，但存在与原 CUDA 生态的兼容问题，需要投入较长时间完善。

 

海光 DCU8 系列 Z100 产品数据接近英伟达的 MI100 产品，同时兼容 CUDA 生态，被广泛看好。

 

据芯榜盘点的一份国产 GPU 企业名单（约 20 家）如下：

GPU 可以分为三类，分别是 AI、FP 和渲染：

AI 就是英伟达近年推出的一系列用于深度学习的加速卡
FP 则是那些用在超算上的加速卡，支持双精度的浮点数运算，可以做科学计算
渲染就是比较传统的做游戏、做桌面，做各种图形化应用

在图形显卡领域，目前国内只有景嘉微取得了一些成绩，但与英伟达和 AMD 还有较大的差距。

 

而对于此次断供影响到的高性能计算领域，仅天数智芯、壁仞科技和芯动科技有推出相应的产品。

 

其中，根据壁仞科技官方公布的数据，BR100 在 AI 算力方面已经超过了英伟达的 A100。不过，由于该产品才刚刚推出，所以仍需要市场来检验。

 

一直以来，美国对国内半导体行业打压不断，眼下全面脱钩已是大势所趋，我们不能再对美国抱有幻想和希望，必须趁早构建红色产业链，在紧要关头能够实现自给自足！不过，这条自研路仍任重道远。

 

 

 

 

 

更多精彩原创内容请关注微信公众号：OST开源开发者