一紙限令斷供GPU 會(huì )封印中國自動(dòng)駕駛嗎？

對數碼3C消費產(chǎn)品沒(méi)有影響，但是對于自動(dòng)駕駛研發(fā)有極大影響。

　　美國宣布取消圖形處理芯片巨頭英偉達針對中國、俄羅斯出口高端GPU芯片，如果繼續出口只能獲取新的許可。很明顯，美國又在高端芯片領(lǐng)域對中俄出手了。這種高端芯片主要用于人工智能等領(lǐng)域，也是一種應用較為廣泛的高端芯片。

　　美國再一次收緊了芯片的對華供應，不顧規則和全球合作需求，單方面通過(guò)限制出口高端芯片的方式，阻礙中國人工智能領(lǐng)域的突破與發(fā)展，可以說(shuō)是使用了最沒(méi)有底線(xiàn)的招數。那么此次限制的芯片，對于中國科技企業(yè)、中國汽車(chē)企業(yè)、以及中國消費者來(lái)說(shuō)，會(huì )有哪些實(shí)質(zhì)性的影響呢？影響或大或??？本期《愛(ài)卡獨角SHOW》，我們就來(lái)聊一聊這顆頗具“政治色彩的GPU”。

　　一、美國又出手了

　　2022年8月31日，美國政府命令芯片廠(chǎng)商NVIDIA（以下稱(chēng)英偉達）和AMD停止向中國、俄羅斯銷(xiāo)售部分高性能GPU。 GPU是數據中心、人工智能等的重要算力來(lái)源，形同大腦的功能。此輪美國對華禁售的芯片主要是面向機器學(xué)習和商用旗艦處理芯片，被封鎖的產(chǎn)品是有足夠雙精度計算能力的高端GPU，并且以A100算力為基準，比它先進(jìn)的所有顯卡產(chǎn)品都將無(wú)緣國內。

　　對此，美國給出的解釋是，之所以限制這一類(lèi)型的芯片，是為了解決此類(lèi)產(chǎn)品將被中國用于“軍事最終用途”或者是“軍事最終用戶(hù)”的風(fēng)險，是為了保護美國的“國家安全”而采取的“必要措施”，防止高端技術(shù)外流。

　　英偉達是美國芯片生產(chǎn)的頭部企業(yè)，在人工智能領(lǐng)域具有不可或缺的地位。英偉達方面稱(chēng)，被美國政府要求限制向中國出口的是兩款最新旗艦GPU計算芯片：A100和H100。這兩款芯片可用于加速AI、資料分析和高效能運算作業(yè)。

　　而AMD將停止向中國出口的是MI250人工智能芯片。 不過(guò)AMD表示同時(shí)表示，新規定不會(huì )對其業(yè)務(wù)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。

　　英偉達中國區表示已收到總部要求：

　　暫停對中國區所有客戶(hù)所有代理商的數據中心GPU卡A100和H100的發(fā)貨，其它GPU卡不受影響；各服務(wù)器OEM的現有庫存A100 GPU卡，目前可以對各自的行業(yè)客戶(hù)繼續交付，英偉達中國區目前也沒(méi)有對OEM發(fā)任何Letter；英偉達總部還在分析美國政府的政策要求。

　　二、被限制的芯片是什么？

　　這里，我們主要來(lái)說(shuō)英偉達的A100和H100。

　　A100目前已經(jīng)商用，采用7nm制程工藝；H100在今年3月剛剛推出，采用4nm制程工藝。

　　它們是具備較高雙精度計算能力的高端GPU，主要用于高性能計算領(lǐng)域，包括科學(xué)計算、CAE（計算機輔助工程）、醫療等方面。

　　所以這兩款芯片對普通消費者購買(mǎi)的數碼3C等電子用品并沒(méi)有影響，要知道即使是相對老款的A100型號，售價(jià)也要150萬(wàn)人民幣。而受影響最大的當屬?lài)页売嬎阒行?，和目前大型數據中心這兩方面，同時(shí)，大部分科技公司將它用作機器學(xué)習，元宇宙模擬，視覺(jué)分析識別等。

　　國家超級計算中心由數千甚至更多處理器組成，具備超高算力，主要滿(mǎn)足國家高科技領(lǐng)域和尖端技術(shù)研究的需求。

　　大型數據中心面向所有需要信息技術(shù)支撐的場(chǎng)景，包括大量互聯(lián)網(wǎng)應用。如中國三大電信運營(yíng)商、大型互聯(lián)網(wǎng)公司等，都在自建數據中心。 再比如騰訊投資450億元在上海建設騰訊長(cháng)三角人工智能超算中心，主要承擔各種大規模AI算法計算、機器學(xué)習、圖像處理、科學(xué)計算和工程計算任務(wù)并提供相應的服務(wù)；阿里剛剛正式啟動(dòng)了張北超級智算中心，總建設規模將達到驚人的12 EFLOPS（每秒1200億億次浮點(diǎn)運算，超過(guò)谷歌的9 EFLOPS 和特斯拉的1.8 EFLOPS），主要為AI大模型訓練、自動(dòng)駕駛、空間地理等人工智能探索應用提供強大的智能算力服務(wù)。

　　如果無(wú)法獲得英偉達、AMD等美國企業(yè)的高端芯片，中國企業(yè)進(jìn)行圖像、語(yǔ)音識別等高階運算的能力勢必會(huì )被削弱，美方新的芯片出口限制措施“標志著(zhù)美國打擊中國技術(shù)能力的一次重大升級行動(dòng)”。另有相關(guān)行業(yè)的管理人員分析認為，美國政府的這項禁令不僅對英偉達、AMD產(chǎn)生影響，也為其他處理人工智能計算的高端芯片出口中國設置了一個(gè)“性能門(mén)檻”。

三、對汽車(chē)領(lǐng)域的影響是什么？

　　實(shí)際上，在高端GPU等領(lǐng)域，美國很早就進(jìn)行了嚴格的出口管制措施，我國國防和重要科研機構早已無(wú)法獲得美國高端GPU供應。那么此次限制措施的真正意圖是什么呢？具體來(lái)講，美國對于中國芯片技術(shù)的限制，從尖端芯片技術(shù)的特定封鎖，比如光刻機的出口；再到芯片法案通過(guò)后，開(kāi)始在中高端芯片的全面技術(shù)封鎖，比如禁止向中國出口14nm制程以下的設備；直到最近美國直接明確了哪些芯片不能賣(mài)給中國，直接瞄準了中國的自動(dòng)駕駛技術(shù)，這也直接導致了英偉達和AMD被無(wú)情波及。

　　確實(shí)，AI芯片是自動(dòng)駕駛算法訓練的必要條件。

　　近年來(lái)，國內科技公司和車(chē)企紛紛投資AI算力基礎設施，越來(lái)越多的造車(chē)新勢力開(kāi)始在云端訓練自動(dòng)駕駛，這兩顆芯片正是卡脖子的東西，也就是說(shuō)，我國車(chē)企自動(dòng)駕駛軟件學(xué)習的效率，會(huì )隨著(zhù)技術(shù)的更新，相對于國外企業(yè)越來(lái)越慢，美方這一招還是相當狠毒的。

　　目前，我國大部分高端智能電動(dòng)汽車(chē)企業(yè)、國內的造車(chē)新勢力蔚來(lái)汽車(chē)、小鵬汽車(chē)等都在基于英偉達A100打造自動(dòng)駕駛訓練中心，它承載著(zhù)數據分析，圖像識別等重要任務(wù)。

　　基本上是在第一時(shí)間，小鵬汽車(chē)CEO何小鵬發(fā)文表示：壞消息是這會(huì )對所有自動(dòng)駕駛云端訓練帶來(lái)挑戰，好消息是剛好我們已經(jīng)將未來(lái)幾年的需求提前買(mǎi)回來(lái)了。這表明了小鵬汽車(chē)已經(jīng)開(kāi)始了提前囤貨，面對危機。

　　對于何小鵬的發(fā)言，百度副總裁王云鵬表示：當我們通宵達旦，討論如何加大投入、加速創(chuàng )新時(shí)，忽然看到這樣的言論，覺(jué)得何小鵬格局小了，面對這樣的危機，不應該趕緊和資本市場(chǎng)說(shuō)“我沒(méi)事兒”，而要迎難而上。

　　四、國產(chǎn)替代品和國產(chǎn)方案是什么？

　　或許有人會(huì )說(shuō)，既然國外限制了對國內的芯片出口，那我們自己造造芯片不就行了嗎？

　　據數據顯示，2021年中國芯片80%都來(lái)自于進(jìn)口，自主生產(chǎn)僅有20%，2021年中國芯片進(jìn)口金額更是高達4346億美元，創(chuàng )下歷史新高。所以當下的國內芯片市場(chǎng)，對外進(jìn)口的依賴(lài)程度極高，且高端芯片的數據處理能力方面，外國芯片對于我們依舊是處于卡脖子的狀態(tài)。

　　比如A100，MI250等高端型號的GPU最主要特點(diǎn)就是可以提供雙精度FP64類(lèi)型的算力，而國產(chǎn)GPU一般在FP16也就是半精度數據處理方面不差，在FP32類(lèi)型的處理能力上表現就一般了，FP64幾乎是缺失的狀態(tài)。

　　在計算能力來(lái)說(shuō)，目前主要是使用GPU并行計算神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，同時(shí)，FPGA（現場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列）和ASIC（專(zhuān)用集成電路）也將是未來(lái)異軍突起的力量。

　　FPGA和ASIC的區別主要在是否可以編程。 FPGA客戶(hù)可根據需求編程，改變用途，但量產(chǎn)成本較高，適用于應用場(chǎng)景較多的企業(yè)、軍事等用戶(hù)；而ASIC已經(jīng)制作完成并且只搭載一種算法和形成一種用途，首次“開(kāi)?！背杀靖?，但量產(chǎn)成本低，適用于場(chǎng)景單一的消費電子等客戶(hù)。

　　有人認為，隨著(zhù)人工智能發(fā)展，汽車(chē)智能化程度越來(lái)越高，輔助駕駛功能滲透率越來(lái)越高，這些功能的實(shí)現需借助于攝像頭、雷達等新增的傳感器數據，其中視頻(多幀圖像)的處理需要大量并行計算，傳統CPU算力不足，這方面性能強大的GPU替代了CPU。這時(shí)，再加上輔助駕駛算法需要的訓練過(guò)程，GPU+FPGA就成為目前主流的解決方案。

　　也有聲音說(shuō)，ASIC（專(zhuān)用集成電路）最終能替代GPU的效果。 因為加入激光雷達的點(diǎn)云(三維位置數據)數據以及更多的攝像頭和雷達傳感器，GPU也難以勝任，ASIC性能、能耗和大規模量產(chǎn)成本均顯著(zhù)優(yōu)于GPU和FPGA，定制化的ASIC芯片可在相對低水平的能耗下，將車(chē)載信息的數據處理速度提升更快，隨著(zhù)自動(dòng)駕駛的定制化需求提升，大量從業(yè)人員稱(chēng)ASIC專(zhuān)用芯片將成為主流。

　　因此，鑒于自動(dòng)駕駛算法需要快速更迭和進(jìn)化，大多數自動(dòng)駕駛芯片使用的是GPU+FPGA的解決方案。 但是未來(lái)算法穩定后，ASIC或將成為主流。

　　目前，寒武紀、地平線(xiàn)等企業(yè)就擁有ASIC的研發(fā)實(shí)力。

　　說(shuō)到國產(chǎn)自動(dòng)駕駛芯片，也不是一個(gè)能打的都沒(méi)有，地平線(xiàn)即將量產(chǎn)的征程5也正是旗下的代表。

　　地平線(xiàn)征程5基于臺積電16nm制程打造，AI算力達到128TOPS，從制程和算力來(lái)看，和國外自動(dòng)駕駛旗艦芯片的確還有一定的差距，但可以預見(jiàn)的是未來(lái)地平線(xiàn)在國內自動(dòng)駕駛芯片領(lǐng)域一定會(huì )提供更多的力量。

　　作為一家自動(dòng)駕駛公司，元戎啟行認為芯片限令會(huì )有一些影響：A100做機器學(xué)習會(huì )用，但是并不是沒(méi)有替代品，這此次限令個(gè)只主要是針對這個(gè)超算中心，針對自動(dòng)駕駛影響其實(shí)還好。元戎給出了一個(gè)相對樂(lè )觀(guān)的答案。

　　在不考慮芯片的設計和制造維度，單從進(jìn)口的角度來(lái)看，目前在英偉達遭受到限令以后，國外也有一些品牌可能會(huì )成為英偉達的替代品，可能性最大的也許就是高通。

　　高通此前已經(jīng)發(fā)布了其自研的Ride芯片，采用7nm制程，INT8精度下達到360TOPS算力，整體功耗65W，性能已經(jīng)可以趕超目前英偉達Orin芯片，目前該芯片已經(jīng)量產(chǎn)裝車(chē)。摩卡DHT PHEV車(chē)型就采用的是高通芯片，但是高通也是美國企業(yè)，或許某一天也會(huì )被制裁，短期內可取，長(cháng)期有待考究。

　　全文總結：從芯片的關(guān)鍵設計軟件、先進(jìn)制程產(chǎn)能到應用端生態(tài)，美國正在全面阻止中國參與全球先進(jìn)芯片產(chǎn)業(yè)的分工，哪怕是作為使用者為其高端GPU提供市場(chǎng)空間也受到限制，其將先進(jìn)芯片技術(shù)與中國進(jìn)行切割的意圖非常明顯。

　　短期看，高端GPU可替代的選擇比較少，特別是會(huì )限制一些基于A(yíng)I技術(shù)的創(chuàng )新型企業(yè)快速發(fā)展，減緩新技術(shù)在商業(yè)領(lǐng)域的應用和發(fā)展。長(cháng)期看，目前中國高端芯片嚴重依賴(lài)于進(jìn)口，據相關(guān)數據顯示，中國所有進(jìn)口商品類(lèi)型中，只有芯片與石油超過(guò)了1萬(wàn)億美元。借此機會(huì )，中國可以完善芯片產(chǎn)業(yè)鏈，提高中國高端芯片的生產(chǎn)能力。何小鵬的囤貨方式能解一時(shí)之困，但終究不是長(cháng)久之計，畢竟受制于人的局面還是要根本性的改變的?？傊?，從無(wú)到有是個(gè)過(guò)程，從有到好也是個(gè)過(guò)程，中國芯片需要時(shí)間去成長(cháng)和進(jìn)步。