发布时间：2023-05-25 阅读量：2097 来源: 我爱方案网 作者: Doris
AI芯片+AI服务器，受益于AIGC+类GPT等应用的鲶鱼效应，带来约百倍算力需求。原有英伟达等供给有限（根据IDC咨询，预测2025年AI服务器市场空间仅仅318亿美元，预计21-25年CAGR仅仅19.5%），因此国产AI芯片在逻辑上有爆发弹性，此外AI服务器也有成长空间。
人工智能芯片主要分为“训练（Training）”芯片和“推理（Inference）”芯片。从技术架构来看，AI芯片主要分为图形处理器（GPU）、现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、中央处理器（CPU）四大类。其中，GPU是较为成熟的通用型人工智能芯片，FPGA和ASIC则是针对人工智能需求特征的半定制和全定制芯片，GPU、FPGA、ASIC作为加速芯片协助CPU进行大规模计算。
三类芯片用于深度学习时各有优缺点：
（1）通用性：GPU>FPGA>ASIC，通用性越低，代表其适合支持的算法类型越少。
（2）性能功耗比：GPU<FPGA<ASIC，性能功耗比越高越好，意味着相同功耗下运算次数越多，训练相同算法所需要的时间越短。
目前AI芯片主要被国际厂商垄断，根据Counterpoint、IDC数据，Intel和AMD共计占2022年全球数据中心CPU市场收入的92.45%，Nvidia占2021年中国加速卡市场份额的80%以上。
在不同的应用场景之下，已经形成了不同的AI芯片竞争格局。
1.云和数据中心AI芯片市场
在云和数据中心AI芯片市场，“训练”和“推理”两个环节都是英伟达GPU一家独大，几乎占据90%以上份额，包括AWS、微软Azure、谷歌云、阿里云、华为云、腾讯云在内的大部分公有云厂商上线的AI加速计算公有云服务绝大部分都是基于英伟达Tesla系列GPU。
（1）云端训练
云端训练用的几乎全部是英伟达GPU，公有云厂商中仅谷歌云一家除了提供以英伟达GPU为主的云计算加速服务之外，还推出了基于自研AI芯片TPU的深度学习训练服务；
（2）云端推理
云端推理目前出现了基于GPU、FPGA、ASIC三种不同芯片云计算服务，但是市场份额仍然以英伟达GPU为主，其中AWS、阿里云、腾讯云、华为云等公有云厂商均推出了FPGA加速计算云服务，另外AWS推出了基于自研AI芯片Inferentia的ASIC加速计算服务，华为云推出了基于自研AI芯片昇腾310的ASIC加速计算服务。
2.设备端和边缘计算“推理”市场
在设备端和边缘计算“推理”市场，各类型芯片各自为阵，尚无绝对优势地位的芯片厂商出现——手机市场以高通、华为、苹果原主控芯片厂商为主，自动驾驶、安防IPC领域英伟达暂时领先。
（1）国产CPU加速追赶
全球服务器CPU市场目前被Intel和AMD所垄断，国产CPU在性能方面与国际领先水平仍有差距。根据Counterpoint数据，在2022年全球数据中心CPU市场中，Intel以70.77%的市场份额排名第一，AMD以19.84%的份额紧随其后，剩余厂商仅占据9.39%的市场份额，整体上处于垄断局面；目前国内CPU厂商主有海光信息、海思、飞腾、龙芯中科、申威等。通过产品对比发现，目前国产服务器CPU性能已接近Intel中端产品水平。
值得一提的是，龙芯CPU从指令集、IP核、芯片模块等完全自主设计，目前基于LoongArch(龙架构)的第四范式Sage AIOS平台已完成与龙芯3C5000系列芯片的深度适配。通过软硬件协同调优，逻辑回归、决策树模型、深度稀疏神经网络等机器学习算法在龙芯3C5000系列上的性能，接近某国外主流CPU的水平。
龙芯中科CPU方案推荐
龙芯中科设计推出轨道交通专用无风扇ECU，整机采用龙芯3号CPU，板贴4G DDR4内存颗粒，最大支持8G。支持3*VGA+1*LVDS显示接口，最大支持4路独立显示。支持14个COM，6个USB，2个RJ45千兆网口，24路DIO。支持DC 9-36V宽压输入。该设备可广泛应用于轨道交通、轻轨和高铁行业各种自助售检票系统、屏蔽门等场景。
龙芯3号工控机
全球GPU芯片市场主要由海外厂商占据垄断地位，国产厂商加速布局。全球GPU市场被英伟达、英特尔和AMD三强垄断，英伟达凭借其自身CUDA生态在AI及高性能计算占据绝对主导地位；国内市场中，景嘉微在图形渲染GPU领域持续深耕，另外天数智芯、壁仞科技、登临科技等一批主打AI及高性能计算的GPGPU初创企业正加速涌入。
（3）FPGA/ASIC国产替代正当时
FPGA全球市场呈现“两大两小”格局，Altera与Xilinx市占率共计超80%，Lattice和Microsemi市占率共计超10%；整体来看，安路科技、紫光同创等厂商处于国际中端水平，仍需进一步突破。工艺制程方面，当前国产厂商先进制程集中在28nm，落后于国际16nm水平；在等效LUT数量上，国产厂商旗舰产品处于200K水平，仅为XILINX高端产品的25%左右。
ASIC不同于CPU、GPU、FPGA，目前全球ASIC市场并未形成明显的头部厂商，国产厂商快速发展；通过产品对比发现，目前国产厂商集中采用7nm工艺制程，与国外ASIC厂商相同；算力方面，海思的昇腾910在BF16浮点算力和INT8定点算力方面超越Googel最新一代产品TPUv4，遂原科技和寒武纪的产品在整体性能上也与Googel比肩。未来国产厂商有望在ASIC领域继续保持技术优势，突破国外厂商在AI芯片的垄断格局。
在万物互联与智能化浪潮席卷全球的今天，新唐科技以颠覆性创新奏响行业强音。4月25日，这场历时10天、横跨七城的科技盛宴在深圳迎来高潮，以"创新驱动AI、新能源与车用科技"为主题，汇聚全球顶尖行业领袖，首次公开七大核心产品矩阵，展现从芯片设计到智能生态的全链条创新能力，为半导体产业转型升级注入新动能。
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