數(shù)據(jù)中心群雄爭(zhēng)奪 國(guó)產(chǎn)芯悄然覺(jué)醒

  ICC訊 在信息化的時(shí)代，數(shù)據(jù)中心是像水廠、電廠一樣的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的動(dòng)力引擎。而數(shù)據(jù)中心的發(fā)展帶動(dòng)以服務(wù)器、存儲(chǔ)為代表的IT算力設(shè)備的快速增長(zhǎng)。伴隨著人工智能、自動(dòng)駕駛、智能制造等行業(yè)的快速興起，數(shù)據(jù)中心這個(gè)“大蛋糕”成了香餑餑。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，數(shù)據(jù)中心是未來(lái)十年最值得關(guān)注的賽道之一。

  四大因素驅(qū)動(dòng)，數(shù)據(jù)中心成科技巨頭兵家必爭(zhēng)之地

  云計(jì)算、AI對(duì)算力需求的快速增長(zhǎng)是驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)中心增長(zhǎng)的第一要素。

  云計(jì)算的快速發(fā)展將成為未來(lái)算力的主要供給。全球云數(shù)據(jù)中心資本開(kāi)支目前在以年復(fù)合20%以上速度增長(zhǎng)，全球Top5的云廠商每年資本開(kāi)支的絕大部分都投入在數(shù)據(jù)中心，并期望以自研服務(wù)器、創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、代建數(shù)據(jù)中心等降低投資和運(yùn)營(yíng)成本。另外，AI算法對(duì)算力需求的增長(zhǎng)遠(yuǎn)超摩爾定律演進(jìn)速度。OpenAI的模型顯示，2010年以來(lái)業(yè)內(nèi)最復(fù)雜的AI模型算力需求漲了100億倍，人工智能訓(xùn)練模型算力需求水漲船高。

  此外，大型云數(shù)據(jù)中心對(duì)提高效能提出了更高的要求。

  業(yè)內(nèi)分析指出，全球能源產(chǎn)量和碳中和預(yù)期將對(duì)算力消耗的增長(zhǎng)造成制約，全球碳達(dá)峰將對(duì)算力能效比提出更高要求。提高計(jì)算效能的多種手段包括半導(dǎo)體制造工藝的進(jìn)步;3D封裝、晶圓級(jí)封裝“化整為零”;存儲(chǔ)介質(zhì)的革命——存內(nèi)運(yùn)算;算力池概念的進(jìn)化需要更高的芯片級(jí)互聯(lián)帶寬。

  另外，迅速增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用需求也是促進(jìn)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)安全需要和算力打通的背景下，運(yùn)營(yíng)商發(fā)力具有算力感知和泛在計(jì)算能力的算力網(wǎng)絡(luò)。算力網(wǎng)絡(luò)以SDN和NFV為基礎(chǔ)，目標(biāo)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用部署匹配計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)感知計(jì)算、芯片能力增強(qiáng)計(jì)算。

  最后，流量和應(yīng)用不斷向數(shù)據(jù)中心匯集。

  近十年來(lái)移動(dòng)流量的驅(qū)動(dòng)因素從PC到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)到云計(jì)算再到AIoT，全球流量仍在持續(xù)增長(zhǎng)，且連接更廣泛、數(shù)據(jù)類型更加非結(jié)構(gòu)化、算力需求更多元化。

  在以上四大因素的驅(qū)動(dòng)下，數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)。在中國(guó)信通院發(fā)布的《數(shù)據(jù)中心白皮書(shū)(2022年)》顯示，全球數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)保持平穩(wěn)增長(zhǎng)，2022年總收入將達(dá)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(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模

  國(guó)外巨頭“廣撒網(wǎng)”

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

  英特爾加碼數(shù)據(jù)中心GPU

  CPU時(shí)代的英特爾獨(dú)占鰲頭，近年來(lái)，確立“以數(shù)據(jù)為中心”轉(zhuǎn)型目標(biāo)的英特爾，持續(xù)通過(guò)并購(gòu)等舉措豐富自身在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的布局，包括收購(gòu)優(yōu)質(zhì)的FPGA、ASIC公司，再加上研發(fā)獨(dú)立GPU、IPU、神經(jīng)擬態(tài)芯片、量子計(jì)算芯片，以及研發(fā)統(tǒng)一編程軟件工具oneAPI，實(shí)現(xiàn)了覆蓋多重架構(gòu)的產(chǎn)品組合。

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

  英偉達(dá)：數(shù)據(jù)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(dá)是獨(dú)立顯卡GPU的長(zhǎng)期霸主。隨著近年來(lái)人工智能的發(fā)展，英偉達(dá)GPU也主導(dǎo)著AI芯片，在深度學(xué)習(xí)、自動(dòng)駕駛等垂直領(lǐng)域成為無(wú)可爭(zhēng)議的領(lǐng)導(dǎo)者，高性能的AI服務(wù)器幾乎都采用了英偉達(dá)P100/V100/A100系列顯卡。英偉達(dá)憑借GPU積累的算力優(yōu)勢(shì)，針對(duì)AI領(lǐng)域推出“GPU+CPU+DPU”三芯戰(zhàn)略，布局游戲、數(shù)據(jù)中心、汽車三大業(yè)務(wù)。針對(duì)數(shù)據(jù)中心，英偉達(dá)推出了基于Arm架構(gòu)的CPU Grace，Ampere架構(gòu)GPU和BlueField架構(gòu)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(shù)據(jù)的距離。雖然英偉達(dá)數(shù)據(jù)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(zhǎng)。

  近日英偉達(dá)發(fā)布的財(cái)報(bào)顯示，Q3收入為59.3億美元，同比下降17%，其中游戲部門銷售額同比下滑了51%。但數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)拯救了英偉達(dá)，該部分業(yè)務(wù)的銷售額較上年同期增長(zhǎng)了31%，達(dá)到38.3億美元，已成新主角。

  AMD：并購(gòu)打造完整產(chǎn)品線

  2022年AMD通過(guò)收購(gòu)Xilinx完成了半導(dǎo)體行業(yè)歷史上最大的一筆收購(gòu)，因而擁有了最強(qiáng)大的領(lǐng)先計(jì)算、圖形和自適應(yīng)SoC產(chǎn)品組合，補(bǔ)齊FPGA短板。同年，AMD還以約19億美元收購(gòu)了DPU芯片廠商Pensando。DPU是數(shù)據(jù)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價(jià)比的算力，有效克服通信延遲，提升數(shù)據(jù)安全水平。

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

  對(duì)于三巨頭在數(shù)據(jù)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(tǒng)賽道上發(fā)展的同時(shí)也在進(jìn)入新的領(lǐng)域。數(shù)據(jù)中心會(huì)變得越來(lái)越復(fù)雜，跨領(lǐng)域的異構(gòu)體系會(huì)越來(lái)越多，企業(yè)不會(huì)在某一個(gè)單獨(dú)的領(lǐng)域發(fā)展。通過(guò)系統(tǒng)性革新，多樣化的架構(gòu)也會(huì)越來(lái)越豐富，計(jì)算需要離數(shù)據(jù)越來(lái)越近，而不是傳統(tǒng)的馮氏架構(gòu)下計(jì)算與數(shù)據(jù)完全分離?！?

  中國(guó)企業(yè)擇機(jī)突圍

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

  然而，在這過(guò)程中，中國(guó)數(shù)據(jù)中心企業(yè)也面臨著起步較晚、相對(duì)經(jīng)驗(yàn)不足、人力資源較匱乏等問(wèn)題。那么，國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心的發(fā)展?fàn)顩r如何呢?袁靜豐表示，國(guó)內(nèi)的數(shù)據(jù)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(shè)計(jì)和流片階段。另外近幾年國(guó)內(nèi)DPU公司不斷，應(yīng)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，也基本追隨著國(guó)際產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之路。這些年隨著數(shù)據(jù)量的增加，存儲(chǔ)容量和帶寬的升級(jí)，圍繞數(shù)據(jù)核心的計(jì)算存儲(chǔ)變得越來(lái)越重要，以解決數(shù)據(jù)引力的問(wèn)題，同時(shí)達(dá)到效率的倍增。

  據(jù)悉，國(guó)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(dǎo)體、壁仞科技、天數(shù)智芯等企業(yè)。在DPU方面，國(guó)內(nèi)新興企業(yè)以中科馭數(shù)、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(guó)外巨頭的差距存在。

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

  但國(guó)內(nèi)企業(yè)若一直追隨國(guó)外巨頭，技術(shù)上很難真正突破，隨著新的趨勢(shì)和迭代，我們?nèi)⑴c和部署一些新的賽道，才會(huì)有突破機(jī)會(huì)。國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)該向哪個(gè)方向發(fā)展以實(shí)現(xiàn)突圍呢?

  袁靜豐表示，國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)中心芯片除了解決傳統(tǒng)賽道上的短板之外，需要切入新型賽道。比如國(guó)際上熱門的計(jì)算存儲(chǔ)，近數(shù)據(jù)計(jì)算和加速芯片，再比如新型封裝Chiplet，新型材料的應(yīng)用等等，都是重要的賽道。未來(lái)隨著數(shù)據(jù)在數(shù)量、通量、響應(yīng)時(shí)間要求上快速增長(zhǎng)，綜合在一起就是數(shù)據(jù)引力在指數(shù)級(jí)增加，計(jì)算資源需要離數(shù)據(jù)越來(lái)越近，以數(shù)據(jù)為核心的計(jì)算存儲(chǔ)是關(guān)鍵，國(guó)外的大廠也在部署，但是我們的起點(diǎn)并不太晚。

  對(duì)于未來(lái)國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)中心的發(fā)展預(yù)期，袁靜豐表示：“發(fā)展?jié)摿薮?，中?guó)會(huì)是全球最大的數(shù)據(jù)市場(chǎng)。從視頻、智能化城市、數(shù)字產(chǎn)線、電商、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域來(lái)看，市場(chǎng)機(jī)會(huì)巨大。此前十年中國(guó)打造了電商時(shí)代的商業(yè)模式，未來(lái)十年豐富的應(yīng)用場(chǎng)景是國(guó)內(nèi)核心基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)會(huì)。在數(shù)據(jù)繁重場(chǎng)景下，需要重新思考架構(gòu)、硬件、核心芯片等布局?！?

  不過(guò)袁靜豐也表示，挑戰(zhàn)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(nèi)的共同努力和大力投入下，“中國(guó)芯”會(huì)迎來(lái)行業(yè)蓬勃發(fā)展的一天。