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B体育史上最强 AI 芯片到底强在哪?

发布时间:2024-03-24 21:11浏览次数: 来源于:网络

  B体育这两天,我们再次回顾了黄仁勋在 GTC 2024 上的演讲,在对产品做更深一层的分析解读时,发现了一些当时熬夜忽略掉的亮点。

  一是老黄的演讲风格,幽默、自然、很有交流感,也难怪能把一场科技产品发布会开成演唱会的模样。

  二是结合着前几代产品,再次审视最新发布的 Blackwell 架构以及系列 GPU,只能说它的算力性能、成本造价和今后表现,远超乎我的想像。

  就如英伟达的名字,NVIDIA 的前两个字母 N 和 V,代表着 Next Version「下一代」。

  与往年的 GTC 一样,英伟达如期发布了下一代产品,性能更高、表现更好;但又和以前完全不同,因为 Blackwell 所代表的不仅是下一代产品,更是下一个时代。

  自我介绍一般都从名字开始,那这颗最新最强的 AI 芯片,也从这里讲起吧。

  Blackwell 的全名是 David Harold Blackwell,他是美国统计学家、拉奥-布莱克韦尔定理的提出者之一。更重要的是,他还是美国国家科学院的首位黑人院士,和加州大学伯克利分校的首位黑人终身教员。

  GTC 2024 上发布的这颗「Blackwell」就来源于此,倒不是说 Blackwell 本人对英伟达有过什么突出的贡献,而是在英伟达的命名体系中,拿历史上一些著名科学家(或数学家)的名字来命名 GPU 微架构,已经成为了一种惯例。

  一是有名,二是有料,至于是否和指定产品一一对应,实际上就没有那么强相关了。

  这里需要强调一点,上面提到的这些以名字命名的对象,不是哪一颗单独的芯片,而是指整个 GPU 的架构(黄仁勋将其称为平台)。

  芯片架构(Chip Architecture)指芯片的基本设计和组织结构,不同的架构决定着芯片的性能、能效、处理能力和兼容性,也影响着应用程序的执行方式和效率。

  简单讲,拥有了一座体育场(制作芯片的原材料)的你,打算将它彻底改造,这块地具体是用来开演唱会还是办运动会(芯片用途),决定了场地布置、人员雇佣、装扮和宣发的方式(芯片架构)。

  例如经常听到的 x86 和 ARM,就是针对 CPU 而设计的两种主流架构,前者性能表现强悍,后者能耗控制优秀,各有长项。

  基于多代 NVIDIA 技术构建,在 Blackwell 架构下的芯片 B200、B100 具备出众的性能、效率和规模,也一同开启了 AIGC 的新篇章。

  但为什么会被称为「AI 核弹」?新 GPU 到底有多强?在与上一代产品的对比下,我们会有更直观的感受。

  2. H100 的发售,让英伟达市值突破了2 万亿美元,成为仅次于微软和苹果的第三大科技公司。

  3. 据市场跟踪公司 Omdia 的统计分析,英伟达在去年第三季度大约卖出了 50 万台 H100 和 A100 GPU,这些显卡的总重,近千吨。

  到目前为止,Hopper H100 仍是在售的最强 GPU,并遥遥领先。

  而 Blackwell B200,再次刷新了「最强」的记录,性能的提升远超出了常规的产品迭代。

  从制程工艺看,B200 GPU 采用第二代台积电的 4nm 工艺,采用双倍光刻极限尺寸的裸片,通过 10 TB/s 的片间互联技术连接成一块统一的 GPU ,共有 2080 亿个晶体管(单颗芯片为 1040 亿个),相较于制作 Hopper H100 的 N4 技术,性能提升了 6%。,综合性能提升约 250%。

  从性能看,第二代 Transformer 引擎使 Blackwell 可以通过新的 4 位浮点 AI 支持双倍的计算和模型大小推理能力,单芯片 AI 性能高达 20 PetaFLOPS(每秒可以执行 20×10^15 次浮点运算),比上一代 Hopper H100 提升了 4 倍,同时 AI 推理性能比上一代提升了 30 倍。

  从能耗控制看,过去训练一个 1.8 万亿参数模型之前需要 8000 个 Hopper GPU 和 15 兆瓦的功率,如今 2000 个 Blackwell GPU 就可以做到这一点,而功耗仅为 4 兆瓦,直接降低了 96%。

  因此,黄仁勋的那句「Blackwell 将成为世界上最强大的芯片」并不是信口开河,而且已经成为事实。

  英伟达每制造一颗 H100 的成本约为 3320 美元,售价为 2.5-3 万美元之间,根据两者的性能差异推算 B200 成本将比 H100 高出 50%~60%,大概是 6000 美元。

  黄仁勋在发布会后接受 CNBC 专访时透露,Blackwell GPU 的售价约为 3 万~4 万美元,整个新架构的研发大约花了 100 亿美元B体育。

  按照以往的节奏,英伟达大约每两年就会发布新一代 AI 芯片,最新的 Blackwell 相较于前几代产品在算力性能和能耗控制上有了显著的提升B体育,更直观的是, 结合了两颗 GPU 的 Blackwell 比 Hooper 大了将近一倍。

  高昂的成本不仅与芯片有关,还与设计数据中心和集成到其他公司的数据中心紧密相连,因为在黄仁勋看来,英伟达并不制造芯片,而是在建数据中心。

  根据英伟达最新的财报显示,第四财季营收达到创纪录的 221 亿美元,同比增长 265%。四季度净利润 123 亿美元,同比暴增 765%。

  这当中最大的营收来源数据中心部门,达到创纪录的 184 亿美元,较第三季度增长 27%,较上年同期增长 409%。

  英伟达目前正在构建的数据中心,包含全栈系统和所有软件,是一套完整的体系,Blackwell 或者说 GPU,只是这当中的一环。

  数据中心被分解成多个模块,用户能够根据自身需求自由选择相应的软硬件服务,英伟达会根据不同的要求对网络、存储、控制平台、安全性、管理进行调整,并有专门团队来提供技术支持。

  如此的全局视野和定制化服务到底好不好B体育,数据可以说明一切:截至 3 月 5 日,英伟达的市值继超越 Alphabet、亚马逊等巨头后,又超过沙特阿美,成为全球第三大公司,仅次于微软和苹果两大科技巨头,总市值达到 2.4 万亿美元。

  目前,全球数据中心大约有 2000 亿欧元(约合人民币 7873 亿)的市场,英伟达正是这当中的一部分,黄仁勋预测这个市场在未来极有可能增长到 1-2 万亿美元。

  第四财季数据中心的收入主要是由生成式 AI 及其相关训练所推动的。我们估计,过去一年中约有 40% 的数据中心收入来源于 AI。

  加速计算和生成式 AI 已经达到引爆点,全球范围内,企业、产业和国家的需求正在激增。

  的确,定制化不是英伟达的专属,但在 AI 时代的风口,能够提供「从头到脚」的服务的企业所剩无几,英伟达就是其中之一。

  在这个虚拟现实、高性能计算和人工智能的交叉口,GPU 甚至在取代 CPU 成为 AI 计算机的大脑。

  生成式 AI 之所以引起各个行业的热烈讨论,最核心的一点是它开始像「人」一样工作学习,从聊天、写文案、画图片、做视频,到分析病情、调研总结......所有令人惊叹的生成结果,都需要天文数字般的样本数据作为支撑。

  比如,你能记住「爱范儿」这个名字,可能是因为每天的公众号推送让信息不断重复加强了记忆;也可能是以前从未见过「爱」和「范儿」的组合,新奇感让你印象深刻;又或者是橙色的 logo 在你脑海中留下了独特的视觉符号。

  每一个简单的小细节巩固了你脑海中「爱范儿」的画像,但当全国的科技媒体信息杂糅在一起的时候,就需要更多的符号来加深印象,以免搞混。

  AI 的深度学习,大概就是这个逻辑,而 GPU 就是处理海量信息的最佳选择。

  自 OpenAI 引燃 AIGC 后,大部分有名有姓的公司都开始极速上架自家的大小模型,智能汽车、翻译软件、电子文档、手机助手,连扫地机器人,都拥有了 AI。

  GPU 仿佛在一夜之间就成了全球争夺的对象,根据市场跟踪公司 Omdia 的统计,这当中不乏腾讯、阿里巴巴、百度、字节跳动、特斯拉,Meta 和微软甚至各自采购了15 万颗 H100 GPU(去年最强芯片)。

  技术原理和时代背景,共同促进了 GPU 的爆火,也成就了属于英伟达的「显卡帝国」。根据富国银行的统计,英伟达目前在数据中心 AI 市场拥有 98% 的市场份额。

  但当一家公司在一个行业里的占有率接近 100% 时,背后一定有个和站在风口同样重要的原因。

  1999 年,英伟达就率先提出了 GPU 的概念,2006 年就推出了 CUDA,这是英伟达发展史上一次重要的技术转折点,它降低了 GPU 的应用门槛,开发者可以用 C/C++ 等语言在 GPU 上边写程序,GPU 脱离了图像处理的单一用途,高性能计算走入了显卡的世界。

  16 年 AlphaGo 的胜利,17 年比特币的暴涨以及挖矿热潮,在此期间押注自动驾驶市场,直到 23 年 ChatGPT 等 AI 大模型问世,让英伟达在多年前的播种,迎来了丰收时刻。

  风口固然重要,但前瞻市场布局、多元化应用领域B体育、大手笔的投入与创新,任何一环的失位,都不会造就当下接近满分的市场神话。

  不过,于英伟达而言,如何在时代的十字路口保持领先地位,才是最重要的议题。

  BlackwellB体育,就是巩固成果的关键一步,在许多厂家还没收到已经下定的 H100 时,B200、B100 的流水线已经开启。

  黄仁勋在演讲中,重申了自己在此前财报中提出的观点「通用计算已经到达瓶颈」。

  因此现在需要更大的模型,也需要更大的 GPU,更需要将 GPU 堆叠在一起。

  目前 OpenAI 最大的模型已经有 1.8T(万亿)参数,需要吞吐数十亿 token(字符串),即使是一块 PetaFLOP(每秒千万亿次)级的 GPU,训练这样大的模型也需要 1000 年才能完成。

  GTC 2024 带来的第一波讨论热潮在这几天慢慢淡去,可以预见的是,发布会上的 Blackwell GPU 系列、第五代 NVLink、RAS 引擎,在走向市场的时候会带来更多的震撼;难以预测的是「生成式 AI 已触及的引爆点」究竟还会给世界带来多少惊喜与改变?

  在 AIGC 爆发的当下和 AGI 到来的前夕,英伟达引爆的这串 AI 鞭炮,目前还只是炸响了第一下。

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