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國(guó)盛證券-通信行業(yè)深度:AI算力的ASIC之路,從以太坊礦機(jī)說(shuō)起-240320
上傳日期:
2024/3/20
大?。?/td>
2270KB
格式:
pdf 共26頁(yè)
來(lái)源:
國(guó)盛證券
評(píng)級(jí):
優(yōu)于大市
作者:
宋嘉吉
,
黃瀚
,
邵帥
行業(yè)名稱:
通信
下載權(quán)限:
無(wú)限制-登錄即可下載
近期關(guān)于AI算力的GPU與ASIC路線討論漸多,從推理角度看,ASIC在成本端優(yōu)勢(shì)明顯,而GPU在通用性及生態(tài)上更勝一籌。若干年前,以太坊礦機(jī)也經(jīng)歷了從GPU到ASIC的迭代,從算力發(fā)展角度給我們諸多啟發(fā)。
天下芯片,通久必專,專久必通?;赝酒l(fā)展歷史,從CPU,到圖像與深度學(xué)習(xí)時(shí)代大放異彩的GPU,再到礦機(jī)ASIC的異軍突起。芯片發(fā)展一直遵循著上述規(guī)律。某類需求的爆發(fā),推動(dòng)通用芯片中的某一功能獨(dú)立并形成ASIC,來(lái)更好的滿足需求。通用芯片發(fā)現(xiàn)需求,專用芯片滿足需求,這就是半導(dǎo)體行業(yè)面對(duì)人類需求時(shí)的解決之道,歸根結(jié)底,客戶的需求決定一切。
大模型算力需求急劇膨脹,推理ASIC路徑逐漸明晰。在GPT的推動(dòng)下,世界迅速進(jìn)入了大模型的新紀(jì)元。在Transformer算法下,算力大小成為了模型迭代的關(guān)鍵因素,全球?qū)τ谒懔ǖ男枨笱杆倬畤姡軌蛳纫徊綕M足算力需求的通用GPU變得一卡難求。經(jīng)過(guò)一年發(fā)展,大家對(duì)于Transformer認(rèn)可度逐漸提升,同時(shí)算力的需求持續(xù)加速,促使相關(guān)ASIC浮出水面。以谷歌TPU,Groq為代表的優(yōu)秀ASIC作品逐漸摸索出了以堆料矩陣乘法核構(gòu)建“流水線”式處理流程的設(shè)計(jì)思路,在舍棄通用GPU冗余小核提高性能的同時(shí),也較好針對(duì)Transformer做了優(yōu)化。
以礦機(jī)為鑒,需求和算法確定性是ASIC起量關(guān)鍵。復(fù)盤礦機(jī)AISC發(fā)展之路,受益幣價(jià)上漲,算力需求井噴,且算法固定的比特幣在問世的3年內(nèi)快速完成了礦機(jī)的全面ASIC化。而幣價(jià)前期走勢(shì)較弱,算力需求不穩(wěn)定,且一直存在轉(zhuǎn)POS(停止挖礦)預(yù)期的ETH則在結(jié)束挖礦時(shí)仍未完成ASIC化。由此可見,穩(wěn)定且大量的客戶需求、算法的確定性,是ASIC放量的關(guān)鍵。
軟件有望成為算力構(gòu)筑第三極。ASIC時(shí)代,編譯器成為了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的壁壘,如何有效的連接“流水線”中的計(jì)算單元與存儲(chǔ),如何在無(wú)小核輔助的情況下整理進(jìn)入計(jì)算核的數(shù)據(jù),編譯器的難度陡然提升。同時(shí),如何在CUDA生態(tài)對(duì)第三方“兼容”之路封鎖加劇的情況下,做出好用的軟件與生態(tài),讓用戶較為舒適的進(jìn)行切換,也將成為新進(jìn)入玩家需要面臨的問題。
兼聽則明,ASIC是通往AGI中不可或缺的一環(huán)?!坝布氖褂谜吆烷_發(fā)者往往對(duì)立”,這一現(xiàn)象似乎正在AI芯片界再次出現(xiàn),當(dāng)下,AI工程師們普遍希望停留在舒適的CUDA生態(tài),忽視通用芯片的冗余元件和低效。而芯片架構(gòu)師們則在努力地創(chuàng)造ASIC架構(gòu),降低最底層的計(jì)算成本。而最終決定雙方勝負(fù)的,唯有需求,需求足夠大,算力的建設(shè)方終將為ASIC的性價(jià)比而買單,需求不明朗,客戶則會(huì)先采購(gòu)?fù)ㄓ玫漠a(chǎn)品然后繼續(xù)觀望。全局來(lái)看,AI的敘事足夠宏大,與比特幣的一輪完全替代不同,AISC與通用芯片將螺旋發(fā)展,通用芯片探索新算法與模型、ASIC將通過(guò)降本使得需求得以釋放,繁榮的生態(tài)吸引更多用戶與參與者,最終培育出新的、更強(qiáng)的算法,循環(huán)往復(fù),螺旋上升,最終達(dá)成AGI的宏偉目標(biāo)。
投資建議:關(guān)注五大環(huán)節(jié),一線晶圓廠,ASIC設(shè)計(jì)龍頭,散熱廠商,ASIC芯片公司、服務(wù)器。
晶圓廠:臺(tái)積電(TSMC)、英特爾(INTC)、中芯國(guó)際;
AISC設(shè)計(jì)龍頭:美滿電子(MRVL)、博通(AVGO);
散熱廠商:英維克、中航光電、高瀾股份;
ASIC芯片公司:寒武紀(jì)、芯原股份、嘉楠科技(CAN);
服務(wù)器龍頭:工業(yè)富聯(lián)、高新發(fā)展、中科曙光、紫光股份。
風(fēng)險(xiǎn)提示:AI發(fā)展不及預(yù)期,AI算法切換風(fēng)險(xiǎn),ASIC用戶認(rèn)可度低的風(fēng)險(xiǎn)
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