數據中心群雄爭奪 國產(chǎn)芯悄然覺(jué)醒

  ICC訊 在信息化的時(shí)代，數據中心是像水廠(chǎng)、電廠(chǎng)一樣的重要基礎設施，是數字經(jīng)濟的動(dòng)力引擎。而數據中心的發(fā)展帶動(dòng)以服務(wù)器、存儲為代表的IT算力設備的快速增長(cháng)。伴隨著(zhù)人工智能、自動(dòng)駕駛、智能制造等行業(yè)的快速興起，數據中心這個(gè)“大蛋糕”成了香餑餑。業(yè)內普遍認為，數據中心是未來(lái)十年最值得關(guān)注的賽道之一。

  四大因素驅動(dòng)，數據中心成科技巨頭兵家必爭之地

  云計算、AI對算力需求的快速增長(cháng)是驅動(dòng)數據中心增長(cháng)的第一要素。

  云計算的快速發(fā)展將成為未來(lái)算力的主要供給。全球云數據中心資本開(kāi)支目前在以年復合20%以上速度增長(cháng)，全球Top5的云廠(chǎng)商每年資本開(kāi)支的絕大部分都投入在數據中心，并期望以自研服務(wù)器、創(chuàng )新網(wǎng)絡(luò )結構、代建數據中心等降低投資和運營(yíng)成本。另外，AI算法對算力需求的增長(cháng)遠超摩爾定律演進(jìn)速度。OpenAI的模型顯示，2010年以來(lái)業(yè)內最復雜的AI模型算力需求漲了100億倍，人工智能訓練模型算力需求水漲船高。

  此外，大型云數據中心對提高效能提出了更高的要求。

  業(yè)內分析指出，全球能源產(chǎn)量和碳中和預期將對算力消耗的增長(cháng)造成制約，全球碳達峰將對算力能效比提出更高要求。提高計算效能的多種手段包括半導體制造工藝的進(jìn)步;3D封裝、晶圓級封裝“化整為零”;存儲介質(zhì)的革命——存內運算;算力池概念的進(jìn)化需要更高的芯片級互聯(lián)帶寬。

  另外，迅速增長(cháng)的數據應用需求也是促進(jìn)數據中心發(fā)展的重要因素。

  算力網(wǎng)絡(luò )是新基建的下一個(gè)重心。在數據安全需要和算力打通的背景下，運營(yíng)商發(fā)力具有算力感知和泛在計算能力的算力網(wǎng)絡(luò )。算力網(wǎng)絡(luò )以SDN和NFV為基礎，目標實(shí)現應用部署匹配計算、網(wǎng)絡(luò )轉發(fā)感知計算、芯片能力增強計算。

  最后，流量和應用不斷向數據中心匯集。

  近十年來(lái)移動(dòng)流量的驅動(dòng)因素從PC到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)到云計算再到AIoT，全球流量仍在持續增長(cháng)，且連接更廣泛、數據類(lèi)型更加非結構化、算力需求更多元化。

  在以上四大因素的驅動(dòng)下，數據中心市場(chǎng)不斷增長(cháng)。在中國信通院發(fā)布的《數據中心白皮書(shū)(2022年)》顯示，全球數據中心市場(chǎng)保持平穩增長(cháng)，2022年總收入將達到746億美元。如此巨大的市場(chǎng)及未來(lái)更廣闊的發(fā)展前景，誰(shuí)不“眼紅”呢?

全球數據中心市場(chǎng)規模

  國外巨頭“廣撒網(wǎng)”

  英特爾、英偉達和AMD作為數據中心領(lǐng)域的頭部玩家，已經(jīng)將他們的計劃擺在桌面上，三巨頭不再專(zhuān)注于某一領(lǐng)域，開(kāi)啟“廣撒網(wǎng)”模式。

  英特爾加碼數據中心GPU

  CPU時(shí)代的英特爾獨占鰲頭，近年來(lái)，確立“以數據為中心”轉型目標的英特爾，持續通過(guò)并購等舉措豐富自身在數據中心領(lǐng)域的布局，包括收購優(yōu)質(zhì)的FPGA、ASIC公司，再加上研發(fā)獨立GPU、IPU、神經(jīng)擬態(tài)芯片、量子計算芯片，以及研發(fā)統一編程軟件工具oneAPI，實(shí)現了覆蓋多重架構的產(chǎn)品組合。

  今年2月，英特爾調整組織架構，正式成立加速計算系統與圖形事業(yè)部(AXG);同時(shí)公布獨立顯卡Arc系列出貨時(shí)間表，并宣稱(chēng)今年要賣(mài)上400萬(wàn)張;緊接著(zhù)，5月的英特爾On產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新峰會(huì )上，此前高調宣布回歸顯卡市場(chǎng)的英特爾，全新推出了一款面向數據中心的多用途獨立GPU ——Arctic Sound-M(ATS-M);11月份，英特爾預告2024年將推出專(zhuān)為大型數據及AI訓練而打造的全新XPU(CPU + GPU)處理器，表示在性能、計算密度、存儲容量及頻寬皆提升高達5倍，快速布局CPU+GPU領(lǐng)域。

  英偉達：數據中心取代游戲業(yè)務(wù)成為新主角

  在GPU圖像處理器方面，英偉達是獨立顯卡GPU的長(cháng)期霸主。隨著(zhù)近年來(lái)人工智能的發(fā)展，英偉達GPU也主導著(zhù)AI芯片，在深度學(xué)習、自動(dòng)駕駛等垂直領(lǐng)域成為無(wú)可爭議的領(lǐng)導者，高性能的AI服務(wù)器幾乎都采用了英偉達P100/V100/A100系列顯卡。英偉達憑借GPU積累的算力優(yōu)勢，針對AI領(lǐng)域推出“GPU+CPU+DPU”三芯戰略，布局游戲、數據中心、汽車(chē)三大業(yè)務(wù)。針對數據中心，英偉達推出了基于A(yíng)rm架構的CPU Grace，Ampere架構GPU和BlueField架構DPU，以及整合算力和互聯(lián)能力的融合加速卡進(jìn)一步拉近算力和數據的距離。雖然英偉達數據中心業(yè)務(wù)2019年剛起步，但在CPU和DPU及融合方向新業(yè)務(wù)方面已不斷成長(cháng)。

  近日英偉達發(fā)布的財報顯示，Q3收入為59.3億美元，同比下降17%，其中游戲部門(mén)銷(xiāo)售額同比下滑了51%。但數據中心業(yè)務(wù)拯救了英偉達，該部分業(yè)務(wù)的銷(xiāo)售額較上年同期增長(cháng)了31%，達到38.3億美元，已成新主角。

  AMD：并購打造完整產(chǎn)品線(xiàn)

  2022年AMD通過(guò)收購Xilinx完成了半導體行業(yè)歷史上最大的一筆收購，因而擁有了最強大的領(lǐng)先計算、圖形和自適應SoC產(chǎn)品組合，補齊FPGA短板。同年，AMD還以約19億美元收購了DPU芯片廠(chǎng)商Pensando。DPU是數據中心繼CPU和GPU之后第三顆重要的算力芯片，可幫助使用者獲得超高性?xún)r(jià)比的算力，有效克服通信延遲，提升數據安全水平。

  依托于自身原有的CPU、GPU及兩起收購，AMD打造高性能CPU、GPU、FPGA及DPU芯片組合，擁有了完整產(chǎn)品線(xiàn)，為未來(lái)新型架構和應用布局。

  對于三巨頭在數據中心方面的布局，深存科技創(chuàng )始人&CEO袁靜豐說(shuō)：“各家芯片巨頭在傳統賽道上發(fā)展的同時(shí)也在進(jìn)入新的領(lǐng)域。數據中心會(huì )變得越來(lái)越復雜，跨領(lǐng)域的異構體系會(huì )越來(lái)越多，企業(yè)不會(huì )在某一個(gè)單獨的領(lǐng)域發(fā)展。通過(guò)系統性革新，多樣化的架構也會(huì )越來(lái)越豐富，計算需要離數據越來(lái)越近，而不是傳統的馮氏架構下計算與數據完全分離?！?

  中國企業(yè)擇機突圍

  國外三巨頭已然形成了鼎足而立的局面，不過(guò)近年來(lái)國內企業(yè)也在擇機而動(dòng)，奮起直追，試圖突圍。

  然而，在這過(guò)程中，中國數據中心企業(yè)也面臨著(zhù)起步較晚、相對經(jīng)驗不足、人力資源較匱乏等問(wèn)題。那么，國內數據中心的發(fā)展狀況如何呢?袁靜豐表示，國內的數據中心芯片，發(fā)力最早的是CPU領(lǐng)域，如申威、龍芯等，但是基本都集中在信創(chuàng )領(lǐng)域。2017-2018年開(kāi)始發(fā)力GPU，誕生了很多初創(chuàng )公司，有些發(fā)展快的已進(jìn)入量產(chǎn)階段，有些還在設計和流片階段。另外近幾年國內DPU公司不斷，應用以網(wǎng)絡(luò )任務(wù)卸載為主, 芯片的量產(chǎn)部署還在比較早期，也基本追隨著(zhù)國際產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之路。這些年隨著(zhù)數據量的增加，存儲容量和帶寬的升級，圍繞數據核心的計算存儲變得越來(lái)越重要，以解決數據引力的問(wèn)題，同時(shí)達到效率的倍增。

  據悉，國產(chǎn)CPU企業(yè)以華為為代表，另外還包含申威、龍芯、飛騰、海光、宏芯、兆芯等。GPU領(lǐng)域主要有景嘉微、航錦科技、芯瞳半導體、壁仞科技、天數智芯等企業(yè)。在DPU方面，國內新興企業(yè)以中科馭數、芯啟源、云豹智能、星云智聯(lián)、益思芯、邊緣智芯等為代表。

  企業(yè)的起步晚及資源缺少注定了與國外巨頭的差距存在。

  “差距還是比較大?！痹诒粏?wèn)到國產(chǎn)數據中心與國外巨頭的差距時(shí)，袁靜豐告訴集微網(wǎng)，“在互聯(lián)網(wǎng)應用層面，國內外的差距相對少一些，比如電商、社交媒體、短視頻、媒體播放應用等等，國內已經(jīng)很成熟。但在PaaS和IaaS層面，還又是不少差距，目前在數據中心核心產(chǎn)業(yè)鏈上真正能夠完成國產(chǎn)替代的還鳳毛麟角。由于技術(shù)上缺乏數據中心底層核心器件開(kāi)發(fā)的歷史和經(jīng)驗，計算和加速領(lǐng)域基本被英偉達、英特爾及AMD、博通等國際巨頭壟斷。數據中心存儲也是基本被三星、美光、西部數據、海力士、鎧俠這樣的企業(yè)壟斷?！?

  但國內企業(yè)若一直追隨國外巨頭，技術(shù)上很難真正突破，隨著(zhù)新的趨勢和迭代，我們去參與和部署一些新的賽道，才會(huì )有突破機會(huì )。國內企業(yè)應該向哪個(gè)方向發(fā)展以實(shí)現突圍呢?

  袁靜豐表示，國產(chǎn)數據中心芯片除了解決傳統賽道上的短板之外，需要切入新型賽道。比如國際上熱門(mén)的計算存儲，近數據計算和加速芯片，再比如新型封裝Chiplet，新型材料的應用等等，都是重要的賽道。未來(lái)隨著(zhù)數據在數量、通量、響應時(shí)間要求上快速增長(cháng)，綜合在一起就是數據引力在指數級增加，計算資源需要離數據越來(lái)越近，以數據為核心的計算存儲是關(guān)鍵，國外的大廠(chǎng)也在部署，但是我們的起點(diǎn)并不太晚。

  對于未來(lái)國產(chǎn)數據中心的發(fā)展預期，袁靜豐表示：“發(fā)展潛力巨大，中國會(huì )是全球最大的數據市場(chǎng)。從視頻、智能化城市、數字產(chǎn)線(xiàn)、電商、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域來(lái)看，市場(chǎng)機會(huì )巨大。此前十年中國打造了電商時(shí)代的商業(yè)模式，未來(lái)十年豐富的應用場(chǎng)景是國內核心基礎產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機會(huì )。在數據繁重場(chǎng)景下，需要重新思考架構、硬件、核心芯片等布局?！?

  不過(guò)袁靜豐也表示，挑戰是存在的，特別是底層芯片技術(shù)和人才的短缺。但他也相信在業(yè)內的共同努力和大力投入下，“中國芯”會(huì )迎來(lái)行業(yè)蓬勃發(fā)展的一天。