AMD能否撼動(dòng)英偉達(dá)AI霸主地位

財(cái)報(bào)顯示，AMD第二季度的收入和盈利均兩位數(shù)下滑，但還沒(méi)有華爾街預(yù)期的降幅大：AMD當(dāng)季營(yíng)收54億美元，分析師預(yù)期53.2億美元；二季度調(diào)整后運(yùn)營(yíng)利潤(rùn)率20％，分析師預(yù)期19.5％。

AMD首席執(zhí)行官蘇姿豐（Lisa Su）指出，二季度業(yè)績(jī)強(qiáng)勁得益于，數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)中的第四代EPYC CPU和PC業(yè)務(wù)相關(guān)的Ryzen 7000 CPU銷售大幅增長(zhǎng)。

同時(shí)，蘇姿豐在與分析師的電話會(huì)議上表示，到2027年，數(shù)據(jù)中心的人工智能加速器市場(chǎng)可能會(huì)超過(guò)1500億美元。個(gè)人電腦是推動(dòng)半導(dǎo)體處理器銷量的傳統(tǒng)產(chǎn)品，但隨著個(gè)人電腦銷量下滑，人工智能芯片成為半導(dǎo)體行業(yè)的新亮點(diǎn)之一。

生成式AI和大語(yǔ)言模型（LLM）需要的算力和內(nèi)存大幅提高。預(yù)計(jì)今年，數(shù)據(jù)中心AI加速器的市場(chǎng)將達(dá)到300億美元左右，到2027年將超過(guò)1500億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率超過(guò)50%。這意味著未來(lái)四年的CAGR將會(huì)超過(guò)50%。

AMD實(shí)現(xiàn)硬軟件關(guān)鍵里程碑

在今年5月公布一季度財(cái)報(bào)后，蘇姿豐就曾表示，AI現(xiàn)在是AMD的頭號(hào)優(yōu)先要?jiǎng)?wù)，“雖然我們?nèi)蕴幱谌斯ぶ悄苄聲r(shí)代的早期階段，但很明顯，人工智能為AMD帶來(lái)了數(shù)十億美元的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)”。

AI是塑造下一代計(jì)算的決定性技術(shù)，也是AMD最大的戰(zhàn)略增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。AMD正在增加AI相關(guān)的研發(fā)支出，并已經(jīng)制定AI戰(zhàn)略 —— 包括AI專用芯片和軟件的開(kāi)發(fā)，在實(shí)現(xiàn)硬軟件關(guān)鍵里程碑方面取得了巨大進(jìn)展。

· MI300A：MI300A是AMD為AI和高性能計(jì)算（HPC）打造的一系列最新APU加速卡之一，采用3D堆疊技術(shù)和Chiplet設(shè)計(jì)，配備了基于5nm制程的9個(gè)芯片組，置于基于6nm制程的4個(gè)芯片組之上，其晶體管數(shù)量達(dá)到1460億。其中有24個(gè)Zen 4 CPU核心，一個(gè)CDNA 3圖形引擎，內(nèi)置128GB的HBM3內(nèi)存。相較上一代的MI250X，MI300在AI上的算力（TFLOPS）預(yù)計(jì)能提升8倍，能耗性能（TFLOPS/watt）將優(yōu)化5倍。

· MI300X：MI300X是針對(duì)LLM設(shè)計(jì)的MI300A優(yōu)化版本，內(nèi)部沒(méi)有集成CPU內(nèi)核，而是采用基于CDNA 3架構(gòu)8個(gè)GPU芯粒以及另外4個(gè)I/O內(nèi)存芯粒組成的芯片，晶體管達(dá)到1530億個(gè)，是目前全球最大的邏輯處理器。內(nèi)存達(dá)到了192GB，內(nèi)存帶寬為5.2TB/s，Infinity Fabric帶寬為896GB/s，高內(nèi)存密度和高內(nèi)存帶寬使得MI300X在運(yùn)行大模型（如GPT-3、PaLM2等）方面更具優(yōu)勢(shì)。

基于MI300X，AMD還宣布了Instinct平臺(tái)，其搭載8顆MI300X，提供總計(jì)1.5TB的內(nèi)存，意味著該計(jì)算平臺(tái)能訓(xùn)練參數(shù)規(guī)模更大的大語(yǔ)言模型。

除了硬件，AMD也在加大軟件生態(tài)的投入，推出了用于數(shù)據(jù)中心加速、一套完整軟件棧工具AMD ROCm系統(tǒng)，包括為PyTorch 2.0提供即時(shí)“零日”支持，AI模型“開(kāi)箱即用”等。ROCm軟件棧可與模型、庫(kù)、框架和工具的開(kāi)放生態(tài)系統(tǒng)配合使用，TensorFlow和Caffe深度學(xué)習(xí)框架也已加入第五代ROCm。

去年11月ChatGPT發(fā)布以來(lái)，人工智能領(lǐng)域?qū)λ懔Φ男枨罂涨疤嵘?，提供底層算力?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/英偉達(dá)">英偉達(dá)是最大的受益者，其GPU產(chǎn)品在AI大模型訓(xùn)練上幾無(wú)替代品。隨著AMD收購(gòu)賽靈思完成后，其在AI領(lǐng)域的力度明顯加大，也希望把握生成式AI帶來(lái)的重大機(jī)遇。

此次MI300X新一代服務(wù)器處理器系列等產(chǎn)品披露進(jìn)展后，AMD的計(jì)算產(chǎn)品線將從CPU、GPU、FPGA、DPU延伸至軟件平臺(tái)，形成與英偉達(dá)的全面競(jìng)爭(zhēng)格局。

欲與英偉達(dá)試比高

目前，英偉達(dá)在AI領(lǐng)域處于制霸地位，它在AI處理器市場(chǎng)上占據(jù)大約80%的份額，其高端處理器已被用于訓(xùn)練和運(yùn)行各種聊天機(jī)器人。

在2016年的GTC China大會(huì)上，黃仁勛就表示：“AI算力將是未來(lái)科技發(fā)展的核心，因此英偉達(dá)不再是一個(gè)半導(dǎo)體公司，而是一家AI計(jì)算公司”。之后一直專注于提升AI算力，成功搭上ChatGPT的浪潮，在2023年5月30日，英偉達(dá)市值突破萬(wàn)億美金。再回過(guò)頭，英偉達(dá)已經(jīng)順AI之勢(shì)成了難以撼動(dòng)的巨無(wú)霸。

面對(duì)五年復(fù)合增幅可達(dá)50%以上的市場(chǎng)需求量，AMD很難不心動(dòng)，MI300新系產(chǎn)品線的亮相，或?qū)⒊蔀槟軌蚺c英偉達(dá)一決高下的“終極武器”。值得注意的是，因?yàn)槎鄠€(gè)客戶啟動(dòng)或擴(kuò)大支持AMD Instinct加速器未來(lái)大規(guī)模部署的計(jì)劃，AMD的AI參與度在二季度增長(zhǎng)了七倍多。

對(duì)標(biāo)英偉達(dá)AI芯片H100的大模型專用芯片，AMD的MI300X號(hào)稱HBM密度高達(dá)英偉達(dá)H100的2.4倍，HBM帶寬高達(dá)H100的1.6倍，單個(gè)芯片可運(yùn)行多達(dá)800億參數(shù)的模型，可以運(yùn)行比H100更大的模型，相比之下，H100芯片只能支持120GB的內(nèi)存。雖然英偉達(dá)在這一點(diǎn)上可能將很快迎頭趕上，甚至在相同的時(shí)間框架內(nèi)實(shí)現(xiàn)反超，但在這一新興市場(chǎng)的主導(dǎo)地位仍將受到挑戰(zhàn)。

隨著模型規(guī)模越來(lái)越大，需要多個(gè)GPU來(lái)運(yùn)行最新的大型語(yǔ)言模型，而當(dāng)MI300X配置更大的內(nèi)存，生成式AI模型可能就不再需要數(shù)目那么龐大的GPU，意味著可以節(jié)約成本。

AMD尚未公布MI300定價(jià)，但不難預(yù)測(cè)很可能將延續(xù)往日的高性價(jià)比定價(jià)風(fēng)格，重點(diǎn)關(guān)注先把市場(chǎng)打開(kāi)。在全球算力緊張、英偉達(dá)芯片價(jià)格居高不下的情況下，很可能選擇在英偉達(dá)產(chǎn)品的價(jià)格上給壓力。

此前，AMD表示MI300系列芯片將于第三季度開(kāi)始批量生產(chǎn)，并將于第四季度開(kāi)始量產(chǎn)，并沒(méi)有透露具體有哪些公司將計(jì)劃購(gòu)買MI300X或MI300A。

AMD真的能逆襲英偉達(dá)嗎？

AMD的MI300系列是目前從硬件水平上最接近H100的產(chǎn)品，但MI300X并沒(méi)有像H100的Transformer Engine（用加速Transformer大模型的引擎），H100可以將大語(yǔ)言模型（LLM）的性能提高兩倍，這也意味著用同樣數(shù)量的MI300X將花費(fèi)更長(zhǎng)的訓(xùn)練時(shí)間。

同時(shí)算力的比拼，除了硬件端，其實(shí)還有軟件端的較量。MI300系列的發(fā)布雖然在硬件參數(shù)上努力實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)，而在軟件端存在不少的差距，需要更多的時(shí)間來(lái)追趕。

英偉達(dá)CUDA軟件生態(tài)帝國(guó)早在2007年就開(kāi)始起步，AMD的ROCm在2016年才發(fā)布，ROCm操作系統(tǒng)長(zhǎng)期只支持Linux，最近才登錄Windows，但由于前期積累的較少，在開(kāi)發(fā)者數(shù)量和軟件包數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。在Github上，貢獻(xiàn)CUDA軟件包倉(cāng)庫(kù)的開(kāi)發(fā)者超過(guò)32600位，而ROCm只有不到600個(gè)，這很大程度影響了客戶的使用。

CUDA是一個(gè)完全封閉的系統(tǒng)，綁定了百萬(wàn)計(jì)的開(kāi)發(fā)者。從2017年推出V100，到2020年推出A100，再到2022年推出H100，現(xiàn)如今英偉達(dá)的CUDA生態(tài)已經(jīng)積累了近250萬(wàn)開(kāi)發(fā)者，建立了其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手短時(shí)間難以逾越的護(hù)城河。

與英偉達(dá)獨(dú)有的CUDA生態(tài)不同，AMD推出ROCm生態(tài)圈，并實(shí)現(xiàn)通過(guò)HIP完全兼容CUDA，同時(shí)也與客戶包括微軟等合作重構(gòu)自己的生態(tài)。雖能完全兼容CUDA，為AMD提供了說(shuō)服客戶遷移的條件和理由，但兼容只屬權(quán)宜之計(jì)，進(jìn)一步建立屬于自己的生態(tài)才能形成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

目前可以真正兼容CUDA的除英偉達(dá)自身外就只有AMD一家，AMD和英偉達(dá)之間有相關(guān)的IP授權(quán)，這樣AMD的MI系列GPU可以使用CUDA，其他初創(chuàng)企業(yè)都不能直接使用CUDA。

從技術(shù)層面來(lái)看，兼容意味著被動(dòng)、落后，因?yàn)镃UDA每一次升級(jí)，ROCm都需要做出對(duì)應(yīng)升級(jí)，技術(shù)團(tuán)隊(duì)無(wú)法將所有精力用于ROCm生態(tài)圈的迭代上，應(yīng)用場(chǎng)景和使用體驗(yàn)都會(huì)落后于英偉達(dá)。

相比于英偉達(dá)，AMD無(wú)疑落后了半個(gè)身位。此外，英偉達(dá)已經(jīng)在交付H100，并表示在未來(lái)幾個(gè)季度會(huì)增加產(chǎn)量，其產(chǎn)品已得到客戶的認(rèn)可和接受，并且已經(jīng)有完整的產(chǎn)業(yè)鏈為其供貨；而AMD的新品仍在試驗(yàn)階段，還尚未披露任何基準(zhǔn)測(cè)試，可能到下半年才會(huì)交付，還有許多問(wèn)題仍待解決。這或是市場(chǎng)有所保留的原因，新品推出都需要經(jīng)過(guò)市場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間的驗(yàn)證。

在行業(yè)景氣度持續(xù)上升的背景下，誰(shuí)能率先完成獨(dú)有的軟件生態(tài)，誰(shuí)就有可能挑戰(zhàn)英偉達(dá)在訓(xùn)練芯片的市場(chǎng)地位，目前看最有機(jī)會(huì)的就是AMD。期待今年晚些時(shí)候能夠看到一些與同業(yè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的比較。

有望帶動(dòng)良性競(jìng)爭(zhēng)

因?yàn)橛ミ_(dá)在算力芯片上具有絕對(duì)領(lǐng)先的地位，而當(dāng)前AI需求的激增讓A100、H100等產(chǎn)品供不應(yīng)求，其訂單已經(jīng)排至2024年，像H100在明年一季度之前都處于售罄狀態(tài)。

MI300X的推出給市場(chǎng)帶來(lái)打破英偉達(dá)“一家獨(dú)大”局面的希望，大模型玩家渴望通過(guò)使用更優(yōu)秀產(chǎn)品，以減少與OpenAI等廠商算力支持差距。雖然從短期看，兩家之間仍有不小的差距，但中長(zhǎng)期的角度，市場(chǎng)追趕者的出現(xiàn)還是能加劇算力端的競(jìng)爭(zhēng)，有助于降低AI芯片的價(jià)格，更利于技術(shù)的迭代和進(jìn)步。