一紙限令斷供GPU 會封印中國自動駕駛嗎？

對數(shù)碼3C消費產(chǎn)品沒有影響，但是對于自動駕駛研發(fā)有極大影響。

　　美國宣布取消圖形處理芯片巨頭英偉達(dá)針對中國、俄羅斯出口高端GPU芯片，如果繼續(xù)出口只能獲取新的許可。很明顯，美國又在高端芯片領(lǐng)域?qū)χ卸沓鍪至?。這種高端芯片主要用于人工智能等領(lǐng)域，也是一種應(yīng)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(yīng)，不顧規(guī)則和全球合作需求，單方面通過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，可以說是使用了最沒有底線的招數(shù)。那么此次限制的芯片，對于中國科技企業(yè)、中國汽車企業(yè)、以及中國消費者來說，會有哪些實質(zhì)性的影響呢？影響或大或小？本期《愛卡獨角SHOW》，我們就來聊一聊這顆頗具“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商NVIDIA（以下稱英偉達(dá)）和AMD停止向中國、俄羅斯銷售部分高性能GPU。 GPU是數(shù)據(jù)中心、人工智能等的重要算力來源，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(xí)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(zhǔn)，比它先進(jìn)的所有顯卡產(chǎn)品都將無緣國內(nèi)。

　　對此，美國給出的解釋是，之所以限制這一類型的芯片，是為了解決此類產(chǎn)品將被中國用于“軍事最終用途”或者是“軍事最終用戶”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(dá)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(dá)方面稱，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AMD表示同時表示，新規(guī)定不會對其業(yè)務(wù)產(chǎn)生實質(zhì)性影響。

　　英偉達(dá)中國區(qū)表示已收到總部要求：

　　暫停對中國區(qū)所有客戶所有代理商的數(shù)據(jù)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(xiàn)有庫存A100 GPU卡，目前可以對各自的行業(yè)客戶繼續(xù)交付，英偉達(dá)中國區(qū)目前也沒有對OEM發(fā)任何Letter；英偉達(dá)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，我們主要來說英偉達(dá)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(yī)療等方面。

　　所以這兩款芯片對普通消費者購買的數(shù)碼3C等電子用品并沒有影響，要知道即使是相對老款的A100型號，售價也要150萬人民幣。而受影響最大的當(dāng)屬國家超級計算中心，和目前大型數(shù)據(jù)中心這兩方面，同時，大部分科技公司將它用作機器學(xué)習(xí)，元宇宙模擬，視覺分析識別等。

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

　　大型數(shù)據(jù)中心面向所有需要信息技術(shù)支撐的場景，包括大量互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。如中國三大電信運營商、大型互聯(lián)網(wǎng)公司等，都在自建數(shù)據(jù)中心。 再比如騰訊投資450億元在上海建設(shè)騰訊長三角人工智能超算中心，主要承擔(dān)各種大規(guī)模AI算法計算、機器學(xué)習(xí)、圖像處理、科學(xué)計算和工程計算任務(wù)并提供相應(yīng)的服務(wù)；阿里剛剛正式啟動了張北超級智算中心，總建設(shè)規(guī)模將達(dá)到驚人的12 EFLOPS（每秒1200億億次浮點運算，超過谷歌的9 EFLOPS 和特斯拉的1.8 EFLOPS），主要為AI大模型訓(xùn)練、自動駕駛、空間地理等人工智能探索應(yīng)用提供強大的智能算力服務(wù)。

　　如果無法獲得英偉達(dá)、AMD等美國企業(yè)的高端芯片，中國企業(yè)進(jìn)行圖像、語音識別等高階運算的能力勢必會被削弱，美方新的芯片出口限制措施“標(biāo)志著美國打擊中國技術(shù)能力的一次重大升級行動”。另有相關(guān)行業(yè)的管理人員分析認(rèn)為，美國政府的這項禁令不僅對英偉達(dá)、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(shè)置了一個“性能門檻”。

三、對汽車領(lǐng)域的影響是什么？

　　實際上，在高端GPU等領(lǐng)域，美國很早就進(jìn)行了嚴(yán)格的出口管制措施，我國國防和重要科研機構(gòu)早已無法獲得美國高端GPU供應(yīng)。那么此次限制措施的真正意圖是什么呢？具體來講，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；再到芯片法案通過后，開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(shè)備；直到最近美國直接明確了哪些芯片不能賣給中國，直接瞄準(zhǔn)了中國的自動駕駛技術(shù)，這也直接導(dǎo)致了英偉達(dá)和AMD被無情波及。

　　確實，AI芯片是自動駕駛算法訓(xùn)練的必要條件。

　　近年來，國內(nèi)科技公司和車企紛紛投資AI算力基礎(chǔ)設(shè)施，越來越多的造車新勢力開始在云端訓(xùn)練自動駕駛，這兩顆芯片正是卡脖子的東西，也就是說，我國車企自動駕駛軟件學(xué)習(xí)的效率，會隨著技術(shù)的更新，相對于國外企業(yè)越來越慢，美方這一招還是相當(dāng)狠毒的。

　　目前，我國大部分高端智能電動汽車企業(yè)、國內(nèi)的造車新勢力蔚來汽車、小鵬汽車等都在基于英偉達(dá)A100打造自動駕駛訓(xùn)練中心，它承載著數(shù)據(jù)分析，圖像識別等重要任務(wù)。

　　基本上是在第一時間，小鵬汽車CEO何小鵬發(fā)文表示：壞消息是這會對所有自動駕駛云端訓(xùn)練帶來挑戰(zhàn)，好消息是剛好我們已經(jīng)將未來幾年的需求提前買回來了。這表明了小鵬汽車已經(jīng)開始了提前囤貨，面對危機。

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

　　四、國產(chǎn)替代品和國產(chǎn)方案是什么？

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

　　據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年中國芯片80%都來自于進(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(dá)4346億美元，創(chuàng)下歷史新高。所以當(dāng)下的國內(nèi)芯片市場，對外進(jìn)口的依賴程度極高，且高端芯片的數(shù)據(jù)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最主要特點就是可以提供雙精度FP64類型的算力，而國產(chǎn)GPU一般在FP16也就是半精度數(shù)據(jù)處理方面不差，在FP32類型的處理能力上表現(xiàn)就一般了，F(xiàn)P64幾乎是缺失的狀態(tài)。

　　在計算能力來說，目前主要是使用GPU并行計算神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，同時，F(xiàn)PGA（現(xiàn)場可編程邏輯門陣列）和ASIC（專用集成電路）也將是未來異軍突起的力量。

　　FPGA和ASIC的區(qū)別主要在是否可以編程。 FPGA客戶可根據(jù)需求編程，改變用途，但量產(chǎn)成本較高，適用于應(yīng)用場景較多的企業(yè)、軍事等用戶；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?！背杀靖撸慨a(chǎn)成本低，適用于場景單一的消費電子等客戶。

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

　　也有聲音說，ASIC（專用集成電路）最終能替代GPU的效果。 因為加入激光雷達(dá)的點云(三維位置數(shù)據(jù))數(shù)據(jù)以及更多的攝像頭和雷達(dá)傳感器，GPU也難以勝任，ASIC性能、能耗和大規(guī)模量產(chǎn)成本均顯著優(yōu)于GPU和FPGA，定制化的ASIC芯片可在相對低水平的能耗下，將車載信息的數(shù)據(jù)處理速度提升更快，隨著自動駕駛的定制化需求提升，大量從業(yè)人員稱ASIC專用芯片將成為主流。

　　因此，鑒于自動駕駛算法需要快速更迭和進(jìn)化，大多數(shù)自動駕駛芯片使用的是GPU+FPGA的解決方案。 但是未來算法穩(wěn)定后，ASIC或?qū)⒊蔀橹髁鳌?/p>

　　目前，寒武紀(jì)、地平線等企業(yè)就擁有ASIC的研發(fā)實力。

　　說到國產(chǎn)自動駕駛芯片，也不是一個能打的都沒有，地平線即將量產(chǎn)的征程5也正是旗下的代表。

　　地平線征程5基于臺積電16nm制程打造，AI算力達(dá)到128TOPS，從制程和算力來看，和國外自動駕駛旗艦芯片的確還有一定的差距，但可以預(yù)見的是未來地平線在國內(nèi)自動駕駛芯片領(lǐng)域一定會提供更多的力量。

　　作為一家自動駕駛公司，元戎啟行認(rèn)為芯片限令會有一些影響：A100做機器學(xué)習(xí)會用，但是并不是沒有替代品，這此次限令個只主要是針對這個超算中心，針對自動駕駛影響其實還好。元戎給出了一個相對樂觀的答案。

　　在不考慮芯片的設(shè)計和制造維度，單從進(jìn)口的角度來看，目前在英偉達(dá)遭受到限令以后，國外也有一些品牌可能會成為英偉達(dá)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(dá)到360TOPS算力，整體功耗65W，性能已經(jīng)可以趕超目前英偉達(dá)Orin芯片，目前該芯片已經(jīng)量產(chǎn)裝車。摩卡DHT PHEV車型就采用的是高通芯片，但是高通也是美國企業(yè)，或許某一天也會被制裁，短期內(nèi)可取，長期有待考究。

　　全文總結(jié)：從芯片的關(guān)鍵設(shè)計軟件、先進(jìn)制程產(chǎn)能到應(yīng)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，特別是會限制一些基于AI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(yīng)用和發(fā)展。長期看，目前中國高端芯片嚴(yán)重依賴于進(jìn)口，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，中國所有進(jìn)口商品類型中，只有芯片與石油超過了1萬億美元。借此機會，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之困，但終究不是長久之計，畢竟受制于人的局面還是要根本性的改變的。總之，從無到有是個過程，從有到好也是個過程，中國芯片需要時間去成長和進(jìn)步。