ChatGPT爆火背后的硬件產(chǎn)業(yè)鏈

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李彎彎）最近，ChatGPT持續(xù)火爆，隨著微軟在其搜索引擎必應(yīng)中使用ChatGPT，谷歌、百度、阿里等都在計(jì)劃推出類似ChatGPT的聊天機(jī)器人。谷歌母公司Alphabet Inc.于2月6日宣布推出聊天機(jī)器人“巴德(Bard)”；百度2月7日確認(rèn)正在研發(fā)“文心一言”；阿里2月9日透露類ChatGPT的對(duì)話機(jī)器人正在研發(fā)。

而無(wú)論是ChatGPT，還是巴德(Bard)、文心一言、阿里的對(duì)話機(jī)器人，它們要運(yùn)行，都需要大量的算力，數(shù)據(jù)中心、算力芯片業(yè)因此成為熱門(mén)。

對(duì)數(shù)據(jù)中心需求量大

ChatGPT背后有著巨額的算力成本，數(shù)據(jù)顯示，ChatGPT的總算力消耗約為3640PF-days（即每秒一千萬(wàn)億次計(jì)算，運(yùn)行3640個(gè)整日）。隨著更多ChatGPT同類產(chǎn)品出現(xiàn)，且在相關(guān)服務(wù)不斷升級(jí)和更新的情況下，未來(lái)數(shù)據(jù)中心的負(fù)擔(dān)會(huì)越來(lái)越重，對(duì)數(shù)據(jù)中心數(shù)量的需求也更大。

另外，數(shù)據(jù)中心在龐大的增量面前也透露出一個(gè)問(wèn)題，便是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的巨額能耗。數(shù)據(jù)中心是耗能大戶。因此國(guó)家在去年11月1日在全國(guó)范圍內(nèi)強(qiáng)制實(shí)施了《數(shù)據(jù)中心能效限定值和能效等級(jí)》，決定在2025年實(shí)現(xiàn)節(jié)能量超過(guò)2143億千瓦時(shí)。

近日工信部等七部門(mén)同樣發(fā)布了《信息通信行業(yè)綠色低碳發(fā)展計(jì)劃（2022-2025年）》，按照最新的國(guó)標(biāo)要求到2025年，新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心電能利用效率（PUE）降到1.3以下。

而在ChatGPT等AI技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，降低能耗成了數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)的趨勢(shì)。對(duì)于數(shù)據(jù)中心而言，能耗主要來(lái)自三個(gè)方面：決定交換機(jī)性能的交換芯片、承載網(wǎng)絡(luò)通信帶寬的光模塊、提高傳輸速率的SerDes。因此相關(guān)技術(shù)和芯片將會(huì)成為需求的重點(diǎn)。

事實(shí)上，在數(shù)據(jù)中心能耗問(wèn)題方面，早在2020年，亞馬遜、微軟、谷歌等云計(jì)算巨頭，思科、IBM、英特爾、英偉達(dá)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及芯片龍頭，就已在投入研發(fā)一項(xiàng)名為CPO的技術(shù)。CPO是通過(guò)將交換芯片和光模塊整合，形成芯片和模組的共封裝，可降低原來(lái)功耗的50%。

據(jù)LightCounting預(yù)測(cè)，按照端口數(shù)量統(tǒng)計(jì)，CPO的出貨量將從2023年的5萬(wàn)件增加到2027年的450萬(wàn)件，以800G和1.6T CPO為主。目前我國(guó)已有不少企業(yè)在進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研發(fā)，包括新易盛、銳捷網(wǎng)絡(luò)、聯(lián)特科技、光迅科技等。

帶動(dòng)AI芯片需求增長(zhǎng)

ChatGPT橫空出世，意味著一系列AI應(yīng)用進(jìn)入大規(guī)模的落地階段。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，這將對(duì)AI芯片在訓(xùn)練和推理等環(huán)節(jié)支撐大量數(shù)據(jù)高效處理提出新的挑戰(zhàn)，芯片算力、存儲(chǔ)容量、帶寬、軟件棧等多個(gè)維度上的技術(shù)要求將提高，并推動(dòng)AI芯片市場(chǎng)增長(zhǎng)。

首先是GPU，GPU可以支撐強(qiáng)大的算力需求。以ChatGPT為例，具體來(lái)看，從AI模型構(gòu)建的角度：第一階段是用超大算力和數(shù)據(jù)構(gòu)建預(yù)訓(xùn)練模型；第二階段是在預(yù)訓(xùn)練模型上進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練。而GPU由于具備并行計(jì)算能力，可兼容訓(xùn)練和推理，所以目前被廣泛應(yīng)用。

ChatGPT訓(xùn)練模型中就已導(dǎo)入至少1萬(wàn)顆英偉達(dá)GPU，曾經(jīng)風(fēng)靡一時(shí)的AlphaGO也只需要8塊GPU。ChatGPT推理部分使用微軟的Azure云服務(wù)，也需要GPU進(jìn)行運(yùn)作。所以，ChatGPT的火熱興起對(duì)GPU的需求可見(jiàn)一斑。

在ChatGPT火熱的浪潮中，英偉達(dá)是主要受益者。英偉達(dá)是全球GPU和AI計(jì)算平臺(tái)的領(lǐng)軍者，其高端GPU占據(jù)了AI算法訓(xùn)練市場(chǎng)絕大部分的份額，ChatGPT之前，AlphaGo、GPT-3等明星AI產(chǎn)品都在英偉達(dá)的硬件上運(yùn)行。花旗集團(tuán)預(yù)估，ChatGPT可能會(huì)在未來(lái)12個(gè)月內(nèi)為英偉達(dá)帶來(lái)30億美元至110億美元的銷(xiāo)售額。

英偉達(dá)之外，Intel和AMD也占據(jù)全球GPU主要市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，目前在人工智能用GPU領(lǐng)域有所布局，包括摩爾線程、壁仞科技、沐曦、天數(shù)智芯、燧原科技等，不過(guò)整體產(chǎn)品應(yīng)用情況仍不及英偉達(dá)等國(guó)際廠商。

隨著AI應(yīng)用進(jìn)入大規(guī)模落地，可想而知除了GPU之外，其他AI訓(xùn)練、推理芯片也有很大的市場(chǎng)空間，像百度、阿里自己研發(fā)類ChatGPT的對(duì)話機(jī)器人，其本身也有在做訓(xùn)練芯片，另外還有寒武紀(jì)、鯤云科技、墨芯人工智能、瀚博半導(dǎo)體等廠商。

另外，從深度學(xué)習(xí)的角度來(lái)看，雖然GPU是最適合深度學(xué)習(xí)應(yīng)用的芯片，但 CPU和FPGA也能發(fā)揮其重要性。本身ChatGPT的運(yùn)行需要大量的服務(wù)器支撐，而其中少不了對(duì)CPU的需求。FPGA作為可編程芯片，可以針對(duì)特定功能進(jìn)行擴(kuò)展，在AI模型構(gòu)建第二階段具有一定的發(fā)揮空間。FPGA與CPU結(jié)合，也可以共同用于深度學(xué)習(xí)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)大算力的需求。

小結(jié)

ChatGPT的爆火預(yù)示著人工智能的大規(guī)模落地應(yīng)用成為可能，隨著微軟、谷歌、百度、阿里的入局，人工智能大模型的技術(shù)和應(yīng)用也將更快向前推進(jìn)。這必然造成對(duì)數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器的大量需求，在“低碳”目標(biāo)下，低能耗數(shù)據(jù)中心建設(shè)將會(huì)是未來(lái)發(fā)展重點(diǎn)。

同時(shí)，在ChatGPT等技術(shù)和應(yīng)用的加速發(fā)展下，AI訓(xùn)練芯片、推理芯片的市場(chǎng)需求也將大幅提升，相關(guān)企業(yè)需要做好準(zhǔn)備。