ChatGPT 秒回复杂问题、自动驾驶精准识别路况的背后是万亿次/秒的算力在支撑。AI算力是集信息计算力、网络运载力、数据存储力于一体的新型生产力,涵盖“算力芯片-服务器-光模块-PCB(印刷电路板)-液冷-AIDC(人工智能数据中心)-算力网络”等核心环节,协同支撑AI算力的高效输出。我们以AI算力产业链的视角展开,带大家一起梳理一下。
算力产业包括上游的芯片及元器件,中游的服务器与网络设备,下游的数据中心及云服务三部分构成。
本期,我们聚焦算力产业链的上游——芯片,主要负责数据的计算,包括CPU、GPU、ASIC、FPGA等。它们有的擅长“多面手”工作,能处理各种复杂任务,有的专攻单一领域,把一件事做到极致。先看一张对比表,快速get核心差异:
我们用职场分工来做个比喻,帮助大家更好地理解它们的核心定位和区别。
CPU(中央处理器)——“全能经理”,啥活都能扛但不偏科
CPU相当于“全能经理”,比如你用电脑写文档,CPU要同时处理文字输入、自动保存、后台杀毒等多个任务,擅长把复杂逻辑梳理得井井有条。小到手机、笔记本,大到服务器、超级计算机,都离不开 CPU,但如果让它去算1000万道加减法,效率就不如专门的“数据团队”GPU了。
GPU(图形处理器):“数据团队”,海量任务并行干
GPU原本是为处理图形设计的,但是它的并行计算能力也特别强,擅长处理海量简单的任务。比如训练 AI 大模型时,需要对 “上亿个参数” 反复计算,CPU 单独干可能要很久,而 GPU 靠 “数千个轻量计算核心” 同时运算,时间就会大大缩短。
ASIC(专用集成电路):“专项专家”,把一件事做到极致
ASIC是为单一任务量身定做的芯片,相当于一个专项业务专家,只负责某一件事,但能把这件事做到极致,比如手机里的 “基带芯片”,专门处理通信信号,也是 ASIC 的一种。但是ASIC有一个缺点,一旦设计生产,就没办法改变功能,如果任务变了,这个芯片就没用了。
FPGA(现场可编程门阵列):“灵活项目组”,随时调整任务
FPGA有点像芯片里的“变形金刚”,它的内部有大量可适配逻辑单元,可以根据不同任务随时调整分工,不需要重新生产芯片。比如 5G 基站在不同地区需要支持 “不同频段信号”,用 FPGA 就能通过 “重新编程” 快速适配,不用换芯片;再比如芯片公司研发新产品时,会先用 FPGA 做 “原型验证”—— 先测试功能是否可行,再决定要不要量产 ASIC,大大降低研发风险。
总的来说,每类芯片都有对应的下游应用和技术路线,其中目前GPU市场最为成熟且应用广泛。据Statista数据显示,2023年,全球GPU市场规模高达436亿美元,预计2029年达到2742亿美元。
而我国目前也有不少公司能够自主研发AI芯片。IDC数据显示,2024年,我国本土AI芯片品牌渗透率约30%,出货量达82万张。《中国规划2025》提出,到2025年,70%的核心基础零部件、关键基础材料实现自主保障。
芯片作为AI算力的基石,为AI服务器提供算力的底层支撑,无论是全球巨头主导的成熟赛道,还是国产厂商突围的创新领域,芯片的技术突破与产能落地,都将影响着 AI 算力从 “够用” 到 “好用” 的跨越,成为支撑其发展的核心引擎。
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