AI時(shí)代,英偉達(dá)是最大的收益者。英偉達(dá)為何有底氣,我們有替代品嗎?

英偉達(dá)顯卡的核心優(yōu)勢(shì)

1. 技術(shù)領(lǐng)先與架構(gòu)創(chuàng)新

CUDA生態(tài):英偉達(dá)的CUDA(Compute Unified Device Architecture)平臺(tái)是GPU通用計(jì)算的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),為AI、科學(xué)計(jì)算提供高效的并行計(jì)算支持,開(kāi)發(fā)者依賴其豐富的庫(kù)(如cuDNN、TensorRT)和工具鏈。

硬件架構(gòu)迭代:從Tesla到Ampere架構(gòu),英偉達(dá)持續(xù)提升計(jì)算密度與能效比。例如,Hopper架構(gòu)的H100 GPU專為AI訓(xùn)練設(shè)計(jì),支持FP8精度和Transformer引擎,大幅優(yōu)化大模型訓(xùn)練效率。

光線追蹤與DLSS:RTX系列顯卡的實(shí)時(shí)光追技術(shù)和深度學(xué)習(xí)超采樣(DLSS)重新定義了游戲與渲染的視覺(jué)體驗(yàn)。

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2. 全場(chǎng)景覆蓋能力

游戲領(lǐng)域:GeForce系列占據(jù)全球獨(dú)立顯卡市場(chǎng)約80%份額,性能與驅(qū)動(dòng)優(yōu)化優(yōu)勢(shì)明顯。

數(shù)據(jù)中心:A100/H100 GPU成為云計(jì)算與AI訓(xùn)練的核心算力,支撐ChatGPT等大模型。

專業(yè)領(lǐng)域:Quadro系列(現(xiàn)RTX A系列)在工業(yè)設(shè)計(jì)、影視特效中不可替代。

自動(dòng)駕駛:Drive平臺(tái)提供從芯片到算法的全棧解決方案,特斯拉早期亦采用英偉達(dá)硬件。

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3. 軟硬件協(xié)同壁壘

軟件生態(tài)閉環(huán):CUDA+Omniverse+AI框架(如PyTorch/TensorFlow深度適配)形成護(hù)城河。

開(kāi)發(fā)者社區(qū):全球數(shù)百萬(wàn)開(kāi)發(fā)者基于CUDA開(kāi)發(fā),遷移成本極高。

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中國(guó)替代英偉達(dá)的潛力企業(yè)

1. 華為海思(昇騰系列)

技術(shù)特點(diǎn):昇騰910 AI芯片采用達(dá)芬奇架構(gòu),支持全場(chǎng)景AI訓(xùn)練與推理,算力接近A100(256 TFLOPS FP16)。

生態(tài)建設(shè):MindSpore框架與昇騰硬件深度綁定,逐步構(gòu)建國(guó)產(chǎn)AI生態(tài)。

局限:受制于先進(jìn)制程(7nm以下依賴臺(tái)積電),且通用GPU能力較弱。

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2. 寒武紀(jì)(思元系列)

技術(shù)特點(diǎn):思元370芯片聚焦AI推理,INT8算力達(dá)256 TOPS,能效比優(yōu)化。

應(yīng)用場(chǎng)景:重點(diǎn)布局云端推理與邊緣計(jì)算,客戶包括阿里云、聯(lián)想等。

局限:缺乏CUDA級(jí)通用計(jì)算生態(tài),難以覆蓋圖形渲染與科學(xué)計(jì)算。

3. 景嘉微(JM系列)

技術(shù)特點(diǎn):JM9系列GPU主打國(guó)產(chǎn)替代,支持OpenGL 4.0,性能接近GTX 1050。

應(yīng)用領(lǐng)域:軍工與信創(chuàng)市場(chǎng)為主,民用市場(chǎng)兼容性待提升。

局限:制程落后(28nm),圖形API支持有限,無(wú)法對(duì)標(biāo)高端顯卡。

4. 天數(shù)智芯(BI系列)

技術(shù)特點(diǎn):BI芯片聚焦通用GPU,兼容CUDA代碼轉(zhuǎn)譯,算力達(dá)147 TFLOPS FP32。

合作生態(tài):與中科院、騰訊云合作,推動(dòng)國(guó)產(chǎn)AI訓(xùn)練替代。

局限:軟件適配與穩(wěn)定性不足,實(shí)際性能與英偉達(dá)仍有代差。

5. 壁仞科技(BR系列)

技術(shù)突破:BR100芯片采用7nm工藝,INT8算力超2000 TOPS,理論性能對(duì)標(biāo)A100。

資本支持:獲啟明創(chuàng)投等機(jī)構(gòu)投資,試圖打通從芯片到服務(wù)器的全鏈條。

挑戰(zhàn):量產(chǎn)能力與生態(tài)建設(shè)尚處早期,需解決供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)。

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替代瓶頸與未來(lái)展望

1. 硬件制程限制:中國(guó)先進(jìn)制程(7nm以下)依賴外部代工,受美國(guó)制裁影響產(chǎn)能。

2. 軟件生態(tài)短板:缺乏類似CUDA的開(kāi)發(fā)者生態(tài),遷移成本高。

3. 細(xì)分市場(chǎng)機(jī)會(huì):

-AI推理與邊緣計(jì)算:寒武紀(jì)、華為或可局部替代。

-信創(chuàng)與軍工:景嘉微、芯動(dòng)科技優(yōu)先受益政策驅(qū)動(dòng)。

-開(kāi)源架構(gòu)探索:RISC-V GPU或成國(guó)產(chǎn)突破方向(如芯原微電子)。

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總結(jié)

英偉達(dá)的護(hù)城河在于“硬件+軟件+生態(tài)”三位一體,短期內(nèi)難被全面替代。中國(guó)企業(yè)需在特定領(lǐng)域(如AI推理、信創(chuàng))逐步突破,同時(shí)加速RISC-V等開(kāi)源架構(gòu)的生態(tài)建設(shè)。長(zhǎng)期來(lái)看,國(guó)產(chǎn)GPU的崛起依賴半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈自主化與全球合作破局。