曾經(jīng)，GPU 在 AI 領(lǐng)域炙手可熱，但步入 2025 年，它迅速遭遇了多重嚴(yán)峻考驗(yàn)。

在過(guò)去半個(gè)月的時(shí)間里，GPU 領(lǐng)域遭遇了兩大主要挑戰(zhàn)。首先，美國(guó)政府出臺(tái)了新的禁令措施，對(duì) GPU 的發(fā)展構(gòu)成了直接限制。其次，ASIC 等定制芯片的迅速崛起，給 GPU 市場(chǎng)帶來(lái)了顯著的沖擊與競(jìng)爭(zhēng)壓力。

接下來(lái)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫將深入探討這兩大因素如何具體影響著 GPU 市場(chǎng)。

挑戰(zhàn)一：美國(guó)進(jìn)一步收緊 AI 芯片出口

首先來(lái)看 GPU 面臨的第一個(gè)挑戰(zhàn)。

1 月 13 日晚，拜登政府正式宣布加碼對(duì) AI 芯片及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的出口管制，限制中國(guó)等競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手獲取先進(jìn) GPU 的能力。

根據(jù)已公布的信息，新規(guī)按照受管制程度高低，將世界各國(guó)和地區(qū)劃分為三大類(lèi)別。日本、英國(guó)、韓國(guó)和荷蘭、加拿大等 18 個(gè)美國(guó)親密盟友和合作伙伴得到豁免，可以自由采購(gòu)先進(jìn) AI 芯片；新加坡、以色列、沙特阿拉伯、印度、巴西和波蘭等 120 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，將被施加 AI 芯片出口的配額限制；中國(guó)、俄羅斯、伊朗和朝鮮等，則被完全禁止獲取高端 AI 芯片和先進(jìn)的封閉權(quán)重模型（Closed-weight models）。

管制新規(guī)進(jìn)一步明確，小批量訂單不受配額影響：如果芯片訂單的總算力未超過(guò)大約 1700 個(gè)先進(jìn) GPU，那么就不需要獲取美國(guó)的許可，并且不會(huì)計(jì)入特定國(guó)家或地區(qū)進(jìn)口芯片的限額，以使得來(lái)自大學(xué)、醫(yī)療機(jī)構(gòu)和研究組織的 AI 芯片訂單可以繼續(xù)進(jìn)行。

另?yè)?jù)美國(guó)商務(wù)部工業(yè)與安全局 (BIS) 官網(wǎng)披露，美國(guó)企業(yè)的海外數(shù)據(jù)中心建設(shè)亦將受到限制。新規(guī)要求像亞馬遜、微軟、谷歌這樣的云服務(wù)提供商，必須在美國(guó)境內(nèi)部署一半的受管制 AI 芯片；部署在美國(guó)親密盟友和合作伙伴之外的受管制芯片規(guī)模，則不得超過(guò) 25%；而且，在美國(guó)親密盟友和合作伙伴以外的任何單一國(guó)家和地區(qū)部署的受管制芯片規(guī)模，不得超過(guò) 7%。

美國(guó)商務(wù)部長(zhǎng)雷蒙多稱(chēng)：「美國(guó)當(dāng)前在 AI 開(kāi)發(fā)和 AI 芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位，維持這種局面至關(guān)重要?！顾€稱(chēng)，管制新規(guī)無(wú)意切斷世界與 AI 創(chuàng)新的聯(lián)系，而是專(zhuān)門(mén)限制海外最先進(jìn) AI 技術(shù)的發(fā)展。

這份 AI 出口管制新規(guī)設(shè)置了 120 天的意見(jiàn)征詢(xún)期，并且內(nèi)容可以修改，意味著后續(xù)將由特朗普政府最終決定先進(jìn) AI 芯片的出口規(guī)則。

眾所周知，美國(guó)已多輪出擊，對(duì)中國(guó)大陸獲取 GPU 芯片實(shí)施管制。這一做法，一方面拖累了中國(guó)大陸 AI 能力的發(fā)展進(jìn)程，另一方面，也悄然改寫(xiě)著 GPU 的市場(chǎng)格局。

受此影響，GPU 市場(chǎng)呈現(xiàn)兩大變化。

GPU 市場(chǎng)的兩大變化

第一點(diǎn)，中國(guó)大陸本土 GPU 制造能力增強(qiáng)。

近年來(lái)，中國(guó)國(guó)內(nèi)的許多 GPU 企業(yè)開(kāi)始嶄露頭角。通過(guò)持續(xù)的投入和努力，國(guó)產(chǎn) GPU 在性能、功能和應(yīng)用領(lǐng)域等方面都有了提升，逐漸贏得了市場(chǎng)的認(rèn)可和用戶(hù)的信任。國(guó)產(chǎn) GPU 不僅在傳統(tǒng)圖形處理領(lǐng)域取得了進(jìn)展，也能夠在人工智能、高性能計(jì)算等新興領(lǐng)域展現(xiàn)出一定的競(jìng)爭(zhēng)力。

主要廠(chǎng)商包括景嘉微、寒武紀(jì)、海光信息、天數(shù)智芯等。

雖然國(guó)產(chǎn) GPU 芯片在技術(shù)上取得了顯著進(jìn)步，但與國(guó)際巨頭如英偉達(dá)相比，仍存在性能差距。

未來(lái)隨著計(jì)算需求的不斷增長(zhǎng)和算法的不斷優(yōu)化，國(guó)產(chǎn) GPU 芯片需要不斷提升其性能以滿(mǎn)足更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。通過(guò)加大研發(fā)投入，引入更先進(jìn)的制造工藝和設(shè)計(jì)理念，國(guó)產(chǎn) GPU 芯片有望在未來(lái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。

第二點(diǎn)，英偉達(dá)等 GPU 行業(yè)龍頭的出貨能力受到拖累。

早在 2022 年 10 月、2023 年 10 月，美國(guó)商務(wù)部工業(yè)和安全局（BIS）兩次更新對(duì)中國(guó)的先進(jìn)半導(dǎo)體和計(jì)算設(shè)備的出口管制，英偉達(dá)中國(guó)特供版 GPU 產(chǎn)品 A800、H800 芯片均已受到管制。與此同時(shí)，AMD 發(fā)布的性能最強(qiáng)的 MI300X、MI300A、MI250X、MI250 等多款 AI 芯片也不再能出口到中國(guó)了。

美國(guó)的出口管制政策使得英偉達(dá)無(wú)法向中國(guó)市場(chǎng)提供最先進(jìn)、性能最強(qiáng)的 GPU 產(chǎn)品，這限制了其在華業(yè)務(wù)的拓展，特別是在人工智能、云計(jì)算等對(duì)高性能 GPU 需求旺盛的領(lǐng)域。中國(guó)作為全球最大的半導(dǎo)體市場(chǎng)之一，失去了這部分市場(chǎng)份額，對(duì)英偉達(dá)的營(yíng)收增長(zhǎng)帶來(lái)了一定壓力。

盡管英偉達(dá)之后試圖通過(guò)推出一些替代產(chǎn)品來(lái)維持在中國(guó)市場(chǎng)的份額，如 HGX H20 GPU，但整體出貨能力仍受到較大影響。

同時(shí)，這也可能引發(fā)全球 GPU 市場(chǎng)格局的調(diào)整，其他國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手可能會(huì)趁機(jī)搶占英偉達(dá)和 AMD 在中國(guó)市場(chǎng)留下的空白，進(jìn)一步加劇全球 GPU 市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)。

AI 芯片出口管制新規(guī)的發(fā)布也引發(fā)了英偉達(dá)的批評(píng)。

英偉達(dá)政府事務(wù)副總裁 Ned Finkle 在 1 月 13 日一篇博文中指出，基于美國(guó)的技術(shù)，AI 得以在世界各地廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了國(guó)內(nèi)外各行各業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。但拜登政府試圖推行的「人工智能擴(kuò)散」（AI Diffusion）規(guī)則，是前所未有和具有誤導(dǎo)性的，這可能會(huì)破壞全球創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

Ned Finkle 批評(píng)稱(chēng)，管制新規(guī)不會(huì)緩解任何威脅，只會(huì)削弱美國(guó)的全球競(jìng)爭(zhēng)力，動(dòng)搖那種使美國(guó)保持領(lǐng)先的創(chuàng)新能力。

挑戰(zhàn)二：定制芯片 ASIC 的興起，沖擊 GPU

年初，一股 ASIC 熱席卷全球。

ASIC 熱潮興起的原因主要有三點(diǎn)：

其一，GPU 已成為 AI 芯片領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)的核心焦點(diǎn)。目前，英偉達(dá)所產(chǎn)出的 GPU 主要被各大科技巨頭所壟斷。

第二點(diǎn)，GPU 價(jià)格的飆升使得這些科技巨頭在采購(gòu)芯片時(shí)需要支付更高的成本。

第三點(diǎn)，從另一角度來(lái)看，即便科技巨頭暫且將成本因素置于次要地位，英偉達(dá)本身的供應(yīng)不足狀況仍使這些科技巨頭憂(yōu)心不已。

彼時(shí)尋找價(jià)格更為親民、供應(yīng)更具穩(wěn)定性且能滿(mǎn)足自身 AI 運(yùn)算需求的芯片，成為了眾多科技巨頭的當(dāng)務(wù)之急，而 ASIC 芯片的出現(xiàn)，恰到好處地契合了這些需求。

ASIC 熱潮突如其來(lái)，追根溯源，去年 12 月是關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)。彼時(shí)，作為 ASIC 領(lǐng)域極為重要的概念股，博通的股價(jià)強(qiáng)勢(shì)上揚(yáng)，從 180 美元一路飆升至 250 美元，市值一舉突破萬(wàn)億美元大關(guān)。與之形成鮮明對(duì)比的是，英偉達(dá)風(fēng)光不再，股價(jià)一路下行，甚至跌破 130 美元。

Google 公司大名鼎鼎的 TPU（Tensor Processing Unit，張量處理單元），還有前幾年很火的比特幣礦機(jī)，英特爾的 Gaudi 2 ASIC 芯片，IBM 的 AIU，AWS 的 Trainium，都屬于 ASIC 芯片。此外，這幾年非?；鸬?nbsp;DPU（Data Processing Unit，數(shù)據(jù)處理單元）和 NPU（Neural Processing Unit，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元），也是 ASIC 芯片。

倘若一定要知道兩者各自有哪些優(yōu)勢(shì)，本文將在這里將 ASIC 與 GPU 做一個(gè)詳細(xì)對(duì)比。

ASIC 專(zhuān)為特定 AI 算法定制，在執(zhí)行特定任務(wù)時(shí)性能卓越，像 Google 的 TPU 針對(duì)深度學(xué)習(xí)矩陣運(yùn)算優(yōu)化，計(jì)算效率極高。它能效比出色，能降低能耗成本，且大規(guī)模處理數(shù)據(jù)時(shí)吞吐量高、延遲低。大規(guī)模使用時(shí)，其單位算力成本遠(yuǎn)低于 GPU，如谷歌的 TPUv5、亞馬遜的 Trainium2 單位算力成本僅為英偉達(dá) H100 的 70% 和 60%。不過(guò)，ASIC 靈活性差，功能固定，算法改變就需重新設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)難度大，軟件生態(tài)單一。

GPU 通用性強(qiáng)，能應(yīng)對(duì)多種計(jì)算任務(wù)，在科學(xué)計(jì)算、游戲渲染等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。其并行計(jì)算能力強(qiáng)大，適合處理復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。而且，它擁有成熟豐富的軟件生態(tài)，借助 CUDA 等，開(kāi)發(fā)者易于上手。然而，GPU 在特定任務(wù)上效率遜于 ASIC，功耗較高，會(huì)增加能耗成本。高端 GPU 價(jià)格高昂，如英偉達(dá) H100 售價(jià) 2.5 萬(wàn)至 3 萬(wàn)美元，獲取難度大，且存在時(shí)延較高的問(wèn)題。

GPU，會(huì)迎來(lái)淘汰嗎？

那么有了 ASIC，會(huì)很快就淘汰 GPU 嗎？

筆者認(rèn)為，非也。

綜合多家第三方機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)可見(jiàn)，在 GPU 市場(chǎng)，英偉達(dá)目前占據(jù)了大約 90% 份額，AMD 雖然也在積極發(fā)布 GPU 產(chǎn)品，但因?yàn)樵谲浖鷳B(tài)建設(shè)方面不夠完善，到目前為止僅個(gè)位數(shù)百分比市場(chǎng)份額。

憑借性能、生態(tài)、集成能力等方面的優(yōu)勢(shì)，英偉達(dá)的 GPU 仍然會(huì)是中短期內(nèi)的 AI 芯片首選。英偉達(dá)的軟硬件網(wǎng)絡(luò)整套方案都很成熟，技術(shù)和資金實(shí)力太強(qiáng)，GPU 的存量和出貨量依然很大，市場(chǎng)地位難以撼動(dòng)。

ASIC 的崛起速度雖然很快，但仍需要一定的時(shí)間走向成熟。AI ASIC 芯片的研發(fā)，也具有很高的風(fēng)險(xiǎn)。即使研發(fā)成功，也需要時(shí)間被用戶(hù)所接受。

這就意味著，在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，GPU 和 ASIC 都將處于共存狀態(tài)?；诓煌膱?chǎng)景，用戶(hù)會(huì)選擇最適合自己的芯片。發(fā)展自研 ASIC，更多是有利于廠(chǎng)商們和英偉達(dá)進(jìn)行談判砍價(jià)。

AMD 首席執(zhí)行官蘇姿豐也曾對(duì)這一問(wèn)題發(fā)表過(guò)觀(guān)點(diǎn)，蘇姿豐表示：「目前，GPU 是大語(yǔ)言模型的首選架構(gòu)，因?yàn)?GPU 在并行處理方面非常高效，但在可編程性方面有所欠缺。五年多后它還會(huì)是首選架構(gòu)嗎? 我認(rèn)為情況會(huì)發(fā)生變化?！?/p>

蘇姿豐預(yù)計(jì)，五年或七年時(shí)間內(nèi) GPU 還不會(huì)失勢(shì)，但會(huì)出現(xiàn) GPU 以外的新勢(shì)力。

如此來(lái)看 ASIC 或許會(huì)是最優(yōu)選之一。在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，ASIC 芯片將處于快速發(fā)展階段，摩根士丹利預(yù)計(jì)，AI ASIC 市場(chǎng)規(guī)模將從 2024 年的 120 億美元增長(zhǎng)至 2027 年的 300 億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到 34%。

當(dāng)然，除了 ASIC 之外，像 FPGA 等其他類(lèi)型的 AI 芯片也可能嶄露頭角，共同改變未來(lái) AI 芯片的市場(chǎng)格局。GPU 雖然當(dāng)前在 AI 領(lǐng)域占據(jù)重要地位，但隨著技術(shù)的不斷革新，其面臨的挑戰(zhàn)日益嚴(yán)峻，未來(lái)的 AI 芯片架構(gòu)領(lǐng)域?qū)⒊錆M(mǎn)更多變數(shù)與可能性。