中國AI長卷(一):大國重算
編者按:“中國AI到底發展得怎么樣了?”在各種社交平臺上,我們經常會看到這樣的問題,也會看到各種各樣的答案,但這些答案有著普遍的缺陷。它們往往只抽取一兩個片段或案例,用非常取巧,甚至有點抖機靈的方式,極端唱好或者唱衰中國AI。
事實上,所謂的中國AI產業覆蓋面非常廣泛。每個領域有各自的發展特點,產業優勢以及產業局限性,很難用過分簡單的方式,來概括事實上非常復雜的AI產業。
或許,復雜的問題就應該有詳細的答案。就像一幅小畫,畫不盡中國廣袤的山水。
想要探尋中國AI的底色,需要梳理來龍去脈,需要回看一步一景,需要去畫一幅長卷。
今天我們都知道,驅動AI算法工作的“燃油”是AI算力。尤其當深度學習算法發展到了預訓練大模型階段,AI算力已經成為整個AI領域的最大成本開銷。根據相關數據,算力成本要占到大模型訓練成本的70%左右,在大模型推理階段則高達95%。
如果說,AI產業是一間工廠,那么AI算力就是工廠所需的煤和石油。更為致命的是,這些“煤和石油”的供應處在一種半壟斷狀態。在這次AI復興當中,英偉達用GPU占據全球AI算力市場的主導地位。英偉達的高端AI算力不僅成本高昂,供不應求,但對于蓬勃發展的中國AI產業來說,能否確保其供應穩定都要打上大大的問號。
在算力貴且不穩的前提下,中國AI產業卻涌現出了巨大的AI算力需求。根據相關數據預測,2030年全球AI算力的需求將達到2020年的500倍。其中,中國AI算力的增長是主要驅動力。目前階段,中美之間的AI算力差不多是1比1.5。種種跡象顯示,未來兩國間的AI算力需求將拉平,甚至中國反超。
成本高昂、供應不穩,需求激增,這三點勾勒出了中國AI算力的整體發展背景。
AI算力就是生產力。在種種令人不安的局面下,中國AI開始了聚沙成塔般的算力突圍。
2017年,是人工智能第三次興起的第一年。在這一年里,AlphaGO實現了對人類棋手的全面勝利,自動駕駛被廣泛看好,深度學習算法四處開花。而這一切算法表現的背后,都離不開AI算力的支持。
這一年,英偉達拉開了股價飆升,AI算力產品頻繁迭代的大幕。谷歌開始在云上布局TPU等自研算力。全球半導體產業開始看到AI算力這個極具想象力的新方向。
而與此前歷次半導體風口不同的是,這次中國的從業者們沒有后知后覺,待產業成熟后再加油追趕,他們選擇了搶跑。
在2017年10月,海思打造了麒麟970,把端側AI算力帶到了華為手機。11月,中國科學院和寒武紀共同發布了新一代產品,其中包括面向手機與云端的AI處理器。這在當時被稱為全球首個深度學習專用處理器芯片。
如果說,這些芯片還更多集中在端側場景,不能直接對標英偉達提供的高端AI算力,尤其是AI訓練算力,那么到了2018年,情況就正式發生了改變。
2018年10月,華為正式發布了全棧全場景AI解決方案。構成全站全場景AI主體的,是兩款華為自研的AI芯片,也就是當年發布了用于推理的昇騰310,以及預告中的昇騰910,伴隨著昇騰這個名字的出現,華為在AI基礎設施領域的一系列布局開始浮現出來。
彼時,中美之間的貿易摩擦還沒有開始。中國科技界不會料想到科技封鎖的大棒即將迎面而來,更不會料想到AI算力這個還非常新穎、前沿的概念,居然會在幾年后成為美國反復操縱,極力打擊的中國科技“命門”所在。
如果沒有華為對AI機遇的預判,昇騰在AI算力上的搶跑,或許后面的故事,就會是另一個走向。
2019年到2022年,中國AI算力發展進入第二階段。簡要概述這個階段的發展目標,就是把AI芯片變成了AI算力。
提及AI計算,很多朋友會有種疑惑,一方面國產AI芯片似乎非常多,時不時就能看到相關報道,但另一方面卻又都說AI算力卡脖子。其中的問題,就在于芯片和算力是有區別的。
芯片需要能夠量產,能夠變成板卡、服務器、小站等計算產品,還需要具備全套的軟件生態來幫助用戶進行調用、開發,需要與各個應用場景進行適配,證明可用性。在這一系列問題都得到解決之后,還需要形成足夠大的市場規模。
要頂著性能沒有英偉達好,成本、生態、商業信任全都沒有優勢的逆境走向市場,國產AI算力這條路非常艱難。這也是為什么絕大多數國產AI芯片都只能停留在研制成功的新聞通稿里。
萬幸的是,在中美貿易摩擦的背景下,這一階段重要科技領域的自主可控成為各界共識,而AI算力在其中首當其沖。所以,國產AI算力沒有像此前的算力國產化議題那樣,反復被質疑是否有必要自研,全球化采購是否成本更優。因為理智的科技從業者都知道,AI算力被當作美國的棋子只不過是早晚的問題。
在政策形勢、市場需求,以及頭部科技企業的帶動下,國產AI芯片的算力轉化雖然沒有百花齊放,但也順利完成了階段性的目標升級。
2019年8月,可用于AI訓練,能直接對標英偉達高端產品的昇騰910芯片正式發布。其整數精度(INT8)算力可以達到640TOPS,整體性能接近了英偉達的A100。這標志著,中國AI算力的“拳頭產品”來到了全球一線水平。
隨后,昇騰生態的建設全面加速。深圳鵬城實驗室基于昇騰910搭建了“鵬城云腦Ⅱ”,實現了中國首個自主可控的E級智能算力平臺,可以提供不低于1000Pops的整機AI計算能力和64PB的高速并行可擴展存儲。在武漢等25個城市,搭建了基于?昇騰AI集群的人工智能計算中心,借助“東數西算”熱潮,開啟了云端AI算力這一新型基礎設施的建設。
其他科技公司,同樣也在這一階段推動著AI芯片走向AI算力。百度在2020年量產了?昆侖芯1代AI芯片,?隨后在百度搜索引擎、?小度等業務中進行了部署。隨后,基于百度自身業務與百度智能云龐大的AI算力需求,昆侖芯片達成了一定的量產規模。
先后布局AI芯片的,有華為這樣的全產業鏈科技公司,也有阿里、百度等基于云計算業務拓展的AI芯片布局,同時還有寒武紀、海光信息、燧原科技、天數智芯、壁仞科技、摩爾線程、龍芯中科等半導體企業。中國AI算力的產業縱深,在一定程度上被拉開,IT市場的國產化AI算力選擇也開始多樣了起來。
時間來到2022年,一個關鍵性指標開始浮出。根據IDC發布數據,2022年中國AI加速卡出貨量約為109萬張,其中英偉達市場份額約為85%,昇騰市場占有率10%,百度昆侖為2%,寒武紀和燧原科技均為1%。
這意味著,中國AI計算市場上的國產化占比已經超過了10%。雖然這個規??瓷先ヒ琅f不夠大,但它意味著國產AI算力已經獲得了穩定的市場基數,成為除了英偉達之外,中國AI計算具有可行性的第二選擇。
這是用極限速度跑出來的10%,也成為中國AI產業的壓艙石。
記得2018年,我與一些AI開發者、AI公司的創始人聊過GPU供應問題。在問到他們是否認為英偉達GPU會走向斷供的問題時,大家普遍覺得不用擔心,一方面是因為中國市場足夠大,且增長足夠快,英偉達不可能放棄,另一方面中美之間的AI技術差距還很明顯,美國政府沒有必要在這個領域出手干預。
然而事實證明,達摩克里斯之劍終會落下,我們永遠不能樂觀地認為科技鐵幕上能打開一扇小窗。
2022年國產AI算力能夠走向規?;逃玫牧硪恢赝苿恿?,是因為英偉達高端GPU的禁售風波開始了。在此之前,英偉達雄踞了中國AI芯片市場超過90%的份額。但在2022年10月,美國商務部以擔心軍用轉化為借口,對出口中國的AI芯片啟動管制。其中,英偉達的H100和A100等高端GPU成為主要管制對象。
對于這個荒謬的新規,英偉達也并非沒有尋找出路。作為禁令的對策,英偉達馬上開發了兩款專為中國市場設計的“平替”,也就是A800和H800。這兩款GPU性能都低于美國制裁措施規定的閾值,但在性能降低的同時,價格卻進行了上漲。
然而即使這樣的替代方案,也在一年后被宣告“此路不通”。美國商務部在2023年10月宣布禁止英偉達向中國供應A800和H800,而且新的禁售令不僅影響英偉達,還將AMD和英特爾的芯片覆蓋在內,并且影響了大量芯片設備廠商。這種做法,可謂是堵上了中國獲取中高端AI算力供應的全部大門,甚至計劃對使用亞馬遜云、微軟云等美國云計算平臺來獲取云端AI算力的中國企業進行限制。鐵閘落下,空余無奈。
當然,英偉達也并沒停下試試看的腳步。英偉達又一次設計了三款面向中國的“特供版”。其中,能夠用于AI訓練的H20在理論上只有H100的20%綜合性能,縮水之嚴重令人驚嘆。
至此我們或許可以說,依靠進口的中國AI算力之路已經被堵得水泄不通,接下來,只能路自己修,步自己走。
幸運的是,修出來的路還不止一條。在今天,國產AI算力已經可以通過多種方式供應市場。它們支撐著百模大戰的繁榮,實現了英偉達禁令甚至沒有激起太大的水花。當然,這些方式互有交疊,用戶可以有多樣化的搭配與選擇。但整體而言,今天中國AI算力的來源有三條途徑:
第一種,全國算力網絡與云端AI算力
在科技自立自強的大背景下,幾年來中國極大程度上加強了AI算力設施的基礎建設。作為“東數西算”的核心組成部分,中國興建了大量智算中心,預計在2025年將提供超過105EFLOPS的AI算力,組成了一張龐大的AI算力網絡。
而作為與國家AI算力基礎設施結合相對緊密的運營商,也正在加緊提升對算力網絡的利用與挖掘。在目前階段,運營商紛紛加碼云計算與AI大模型,逐漸形成了云端AI算力在技術上的成熟與長期成本上的優勢。
與此同時,各大云計算廠商也加強了AI算力的投入。一方面趕在禁令之前,大量囤積英偉達高端顯卡,另一方面也在探索自研AI芯片的使用,以及對其他國產AI算力的引入。
綜合來看,全國一體化的AI算力網絡,正在成為中國智能化的主要算力基石。
第二種,昇騰生態
經過多年的發展,華為已經將昇騰建設為國內最為成熟,且完全沒有英偉達GPU參與的AI計算生態??拼笥嶏w創始人劉慶峰曾經表示,華為的昇騰AI芯片可以達到與英偉達A100相當的性能。
相對來說,昇騰的優勢在于軟硬件體系較為齊備,可以廣泛使用華為自研的技術進行支持;可以和同樣由華為打造的鯤鵬生態結合,實現多元計算;整體產業生態較為繁榮,硬件、軟件合作商豐富。弱勢之處則在于,外界對昇騰芯片還是有性能不足與價格過高的質疑,并且昇騰生態相對封閉,與其他廠商的AI算力生態基本不打通。
今天,中國已經有一半的大模型由昇騰來支撐,并且華為云已經將昇騰算力帶到了云端,推出了昇騰AI云服務??梢哉f,昇騰的出現和成長,讓中國有了可以對標英偉達生態的AI算力選擇。
第三種,異構智算
昇騰之外,大多數AI芯片廠商還無法實現規?;鲐?,更多是以參與混合型算力的方式,加入數據中心、企業AI集群的建設當中。目前情況下,大多數企業與數據中心還是會選擇英偉達來構建AI算力的主體,同時通過加入海光、寒武紀等國產芯片以及加速卡來構建AI算力,或者采取使用英偉達GPU進行訓練,使用國產AI算力進行推理的模式。比如說,百度在文心一言訓練中使用的是英偉達GPU,推理側則使用自主研發的昆侖芯2代。
類似策略,可以逐漸降低對英偉達的依賴度,并且發揮出多元化的AI芯片優勢。由此,異構智算開始成為企業和數據中心新的需求。面向這種需求,IT廠商也正在捕捉機會。比如聯想推出了完全異構智算平臺,來幫助實現異構化AI算力的管理與調配;新華三推出了面向異構智算的網絡解決方案,解決異構智算帶來的丟包與負載等問題。
這三根“足”,給中國AI算力帶來了某種穩定性。經過極限情況下的多年經營與發展,今天中國AI算力談不上充沛與廉價,至少有了可以遮風擋雨的穩固。
至少我們可以看到,中小企業應用AI算力的綜合門檻正在降低,AI算力的選擇在增多,異構協同能力在加強,并且熟悉了昇騰與海光DCU這樣能夠直接替代英偉達GPU的存在。中國AI是否會因為算力而陷入生存僵局,已經不再是個問題。
總結一下,在AI算力層面,我們有辦法,但辦法不夠好,其實也不夠多。
然而換個角度想想,幸好我們有方法,否則麻煩就大了。
依靠精準的預判搶跑,在多重助力下超高速發展,在外部壓力下極限成型。
智算,終成國之重器。
作者:藏狐
來源公眾號:腦極體(ID:unity007),從技術協同到產業革命,從智能密鑰到已知盡頭。
本文由人人都是產品經理合作媒體 @腦極體 授權發布,未經許可,禁止轉載。
題圖來自Unsplash,基于CC0協議。
該文觀點僅代表作者本人,人人都是產品經理平臺僅提供信息存儲空間服務。
- 目前還沒評論,等你發揮!