从技术架构来看,Al芯片主要分为GPU(图形处理器)、FPGA(现场可编程逻辑门阵列)、ASIC(专用集成电路)三大类。
AI芯片有哪些种类
01 GPU
GPU是AI服务器中加速芯片的首选。
AI大模型特性需要大量高强度的并行计算,GPU具有最强的计算能力同时具备深度学习等能力,是最适合支撑人工智能训练和学习的硬件。
GPU是图形处理器的简称,是一种专门用于处理图形、视频、游戏等高性能计算的硬件设备。
相对于传统的中央处理器(CPU)而言,GPU拥有更多的计算核心和更快的内存带宽,能够大幅度提高计算效率和图形渲染速度。
02 FPGA
FPGA(现场可编程门阵列),是一种可灵活编程的半定制芯片,可以在实验室或现场进行预制和编程,具有开发时间短、不需要流片的优点。
在下游应用领域中,凡涉及信号处理和图像处理的场景,几乎都离不开FPGA芯片的应用。
FPGA芯片可以根据实际需求进行重新配置,只需在程序内存中写入新的代码即可实现。
这意味着用户可以先购买FPGA芯片,再根据自己的应用需求进行设计开发,从而使其成为一种具有高度灵活性和通用性的“万能”芯片。
FPGA在灵活性等方面拥有ASIC、GPU等处理器无法比拟的优势。
不过相比ASIC芯片,FPGA单片价格会更高,且性能和功耗通常会弱于全定制ASIC芯片。
从市场格局来看,FPGA市场高度垄断。全球FPGA市场主要被赛灵思和Altera占据,市占率分别为52%和35%;其次为Lattice和Microsemi,份额均为5%。
FPGA国产替代属于早期阶段,高中低端产品分化明显。对于500K以上的高容量FPGA,国产替代仍然面临一定的挑战,需要本土公司在硬件架构、EDA软件、IP性能等方面进行深入研发和创新。
03 ASIC
ASIC芯片主要应用于深度学习加速,在大模理推理侧相较其他AI芯片在效率和速度方面具有明显优势。
ASIC芯片是一种针对特殊要求的全定制不可编辑芯片,其计算能力和计算效率可根据算法需求进行定制,专为特定任务和场景设计。
常见的ASIC芯片包括NPU(神经网络计算芯片)、TPU(Tensor计算芯片)等。
由于ASIC芯片是针对特殊目的全定制,所以其优点在于针对特殊领域的算力、能效比通用芯片(CPU、GPU)更强。在推理常用精度下,展现出更高的性价比。
从全球ASIC芯片竞争格局来看,传统的CPU领域有英特尔和高通等,GPU领域有英伟达,FPGA有赛灵思和Altera,唯有与AI计算最为定制化结合的ASIC领域尚未有绝对的垄断性龙头。
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