中國AI長卷（一）：大國重算

編者按：“中國AI到底發(fā)展得怎么樣了？”在各種社交平臺上，我們經(jīng)常會看到這樣的問題，也會看到各種各樣的答案，但這些答案有著普遍的缺陷。它們往往只抽取一兩個(gè)片段或案例，用非常取巧，甚至有點(diǎn)抖機(jī)靈的方式，極端唱好或者唱衰中國AI。

事實(shí)上，所謂的中國AI產(chǎn)業(yè)覆蓋面非常廣泛。每個(gè)領(lǐng)域有各自的發(fā)展特點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢以及產(chǎn)業(yè)局限性，很難用過分簡單的方式，來概括事實(shí)上非常復(fù)雜的AI產(chǎn)業(yè)。

或許，復(fù)雜的問題就應(yīng)該有詳細(xì)的答案。就像一幅小畫，畫不盡中國廣袤的山水。

想要探尋中國AI的底色，需要梳理來龍去脈，需要回看一步一景，需要去畫一幅長卷。

今天我們都知道，驅(qū)動(dòng)AI算法工作的“燃油”是AI算力。尤其當(dāng)深度學(xué)習(xí)算法發(fā)展到了預(yù)訓(xùn)練大模型階段，AI算力已經(jīng)成為整個(gè)AI領(lǐng)域的最大成本開銷。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，算力成本要占到大模型訓(xùn)練成本的70%左右，在大模型推理階段則高達(dá)95%。

如果說，AI產(chǎn)業(yè)是一間工廠，那么AI算力就是工廠所需的煤和石油。更為致命的是，這些“煤和石油”的供應(yīng)處在一種半壟斷狀態(tài)。在這次AI復(fù)興當(dāng)中，英偉達(dá)用GPU占據(jù)全球AI算力市場的主導(dǎo)地位。英偉達(dá)的高端AI算力不僅成本高昂，供不應(yīng)求，但對于蓬勃發(fā)展的中國AI產(chǎn)業(yè)來說，能否確保其供應(yīng)穩(wěn)定都要打上大大的問號。

在算力貴且不穩(wěn)的前提下，中國AI產(chǎn)業(yè)卻涌現(xiàn)出了巨大的AI算力需求。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)測，2030年全球AI算力的需求將達(dá)到2020年的500倍。其中，中國AI算力的增長是主要驅(qū)動(dòng)力。目前階段，中美之間的AI算力差不多是1比1.5。種種跡象顯示，未來兩國間的AI算力需求將拉平，甚至中國反超。

成本高昂、供應(yīng)不穩(wěn)，需求激增，這三點(diǎn)勾勒出了中國AI算力的整體發(fā)展背景。

AI算力就是生產(chǎn)力。在種種令人不安的局面下，中國AI開始了聚沙成塔般的算力突圍。

2017年，是人工智能第三次興起的第一年。在這一年里，AlphaGO實(shí)現(xiàn)了對人類棋手的全面勝利，自動(dòng)駕駛被廣泛看好，深度學(xué)習(xí)算法四處開花。而這一切算法表現(xiàn)的背后，都離不開AI算力的支持。

這一年，英偉達(dá)拉開了股價(jià)飆升，AI算力產(chǎn)品頻繁迭代的大幕。谷歌開始在云上布局TPU等自研算力。全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開始看到AI算力這個(gè)極具想象力的新方向。

而與此前歷次半導(dǎo)體風(fēng)口不同的是，這次中國的從業(yè)者們沒有后知后覺，待產(chǎn)業(yè)成熟后再加油追趕，他們選擇了搶跑。

在2017年10月，海思打造了麒麟970，把端側(cè)AI算力帶到了華為手機(jī)。11月，中國科學(xué)院和寒武紀(jì)共同發(fā)布了新一代產(chǎn)品，其中包括面向手機(jī)與云端的AI處理器。這在當(dāng)時(shí)被稱為全球首個(gè)深度學(xué)習(xí)專用處理器芯片。

如果說，這些芯片還更多集中在端側(cè)場景，不能直接對標(biāo)英偉達(dá)提供的高端AI算力，尤其是AI訓(xùn)練算力，那么到了2018年，情況就正式發(fā)生了改變。

2018年10月，華為正式發(fā)布了全棧全場景AI解決方案。構(gòu)成全站全場景AI主體的，是兩款華為自研的AI芯片，也就是當(dāng)年發(fā)布了用于推理的昇騰310，以及預(yù)告中的昇騰910，伴隨著昇騰這個(gè)名字的出現(xiàn)，華為在AI基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的一系列布局開始浮現(xiàn)出來。

彼時(shí)，中美之間的貿(mào)易摩擦還沒有開始。中國科技界不會料想到科技封鎖的大棒即將迎面而來，更不會料想到AI算力這個(gè)還非常新穎、前沿的概念，居然會在幾年后成為美國反復(fù)操縱，極力打擊的中國科技“命門”所在。

如果沒有華為對AI機(jī)遇的預(yù)判，昇騰在AI算力上的搶跑，或許后面的故事，就會是另一個(gè)走向。

2019年到2022年，中國AI算力發(fā)展進(jìn)入第二階段。簡要概述這個(gè)階段的發(fā)展目標(biāo)，就是把AI芯片變成了AI算力。

提及AI計(jì)算，很多朋友會有種疑惑，一方面國產(chǎn)AI芯片似乎非常多，時(shí)不時(shí)就能看到相關(guān)報(bào)道，但另一方面卻又都說AI算力卡脖子。其中的問題，就在于芯片和算力是有區(qū)別的。

芯片需要能夠量產(chǎn)，能夠變成板卡、服務(wù)器、小站等計(jì)算產(chǎn)品，還需要具備全套的軟件生態(tài)來幫助用戶進(jìn)行調(diào)用、開發(fā)，需要與各個(gè)應(yīng)用場景進(jìn)行適配，證明可用性。在這一系列問題都得到解決之后，還需要形成足夠大的市場規(guī)模。

要頂著性能沒有英偉達(dá)好，成本、生態(tài)、商業(yè)信任全都沒有優(yōu)勢的逆境走向市場，國產(chǎn)AI算力這條路非常艱難。這也是為什么絕大多數(shù)國產(chǎn)AI芯片都只能停留在研制成功的新聞通稿里。

萬幸的是，在中美貿(mào)易摩擦的背景下，這一階段重要科技領(lǐng)域的自主可控成為各界共識，而AI算力在其中首當(dāng)其沖。所以，國產(chǎn)AI算力沒有像此前的算力國產(chǎn)化議題那樣，反復(fù)被質(zhì)疑是否有必要自研，全球化采購是否成本更優(yōu)。因?yàn)槔碇堑目萍紡臉I(yè)者都知道，AI算力被當(dāng)作美國的棋子只不過是早晚的問題。

在政策形勢、市場需求，以及頭部科技企業(yè)的帶動(dòng)下，國產(chǎn)AI芯片的算力轉(zhuǎn)化雖然沒有百花齊放，但也順利完成了階段性的目標(biāo)升級。

2019年8月，可用于AI訓(xùn)練，能直接對標(biāo)英偉達(dá)高端產(chǎn)品的昇騰910芯片正式發(fā)布。其整數(shù)精度（INT8）算力可以達(dá)到640TOPS，整體性能接近了英偉達(dá)的A100。這標(biāo)志著，中國AI算力的“拳頭產(chǎn)品”來到了全球一線水平。

隨后，昇騰生態(tài)的建設(shè)全面加速。深圳鵬城實(shí)驗(yàn)室基于昇騰910搭建了“鵬城云腦Ⅱ”，實(shí)現(xiàn)了中國首個(gè)自主可控的E級智能算力平臺，可以提供不低于1000Pops的整機(jī)AI計(jì)算能力和64PB的高速并行可擴(kuò)展存儲。在武漢等25個(gè)城市，搭建了基于?昇騰AI集群的人工智能計(jì)算中心，借助“東數(shù)西算”熱潮，開啟了云端AI算力這一新型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。

其他科技公司，同樣也在這一階段推動(dòng)著AI芯片走向AI算力。百度在2020年量產(chǎn)了?昆侖芯1代AI芯片，?隨后在百度搜索引擎、?小度等業(yè)務(wù)中進(jìn)行了部署。隨后，基于百度自身業(yè)務(wù)與百度智能云龐大的AI算力需求，昆侖芯片達(dá)成了一定的量產(chǎn)規(guī)模。

先后布局AI芯片的，有華為這樣的全產(chǎn)業(yè)鏈科技公司，也有阿里、百度等基于云計(jì)算業(yè)務(wù)拓展的AI芯片布局，同時(shí)還有寒武紀(jì)、海光信息、燧原科技、天數(shù)智芯、壁仞科技、摩爾線程、龍芯中科等半導(dǎo)體企業(yè)。中國AI算力的產(chǎn)業(yè)縱深，在一定程度上被拉開，IT市場的國產(chǎn)化AI算力選擇也開始多樣了起來。

時(shí)間來到2022年，一個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)開始浮出。根據(jù)IDC發(fā)布數(shù)據(jù)，2022年中國AI加速卡出貨量約為109萬張，其中英偉達(dá)市場份額約為85%，昇騰市場占有率10%，百度昆侖為2%，寒武紀(jì)和燧原科技均為1%。

這意味著，中國AI計(jì)算市場上的國產(chǎn)化占比已經(jīng)超過了10%。雖然這個(gè)規(guī)?？瓷先ヒ琅f不夠大，但它意味著國產(chǎn)AI算力已經(jīng)獲得了穩(wěn)定的市場基數(shù)，成為除了英偉達(dá)之外，中國AI計(jì)算具有可行性的第二選擇。

這是用極限速度跑出來的10%，也成為中國AI產(chǎn)業(yè)的壓艙石。

記得2018年，我與一些AI開發(fā)者、AI公司的創(chuàng)始人聊過GPU供應(yīng)問題。在問到他們是否認(rèn)為英偉達(dá)GPU會走向斷供的問題時(shí)，大家普遍覺得不用擔(dān)心，一方面是因?yàn)橹袊袌鲎銐虼?，且增長足夠快，英偉達(dá)不可能放棄，另一方面中美之間的AI技術(shù)差距還很明顯，美國政府沒有必要在這個(gè)領(lǐng)域出手干預(yù)。

然而事實(shí)證明，達(dá)摩克里斯之劍終會落下，我們永遠(yuǎn)不能樂觀地認(rèn)為科技鐵幕上能打開一扇小窗。

2022年國產(chǎn)AI算力能夠走向規(guī)模化商用的另一重推動(dòng)力，是因?yàn)橛ミ_(dá)高端GPU的禁售風(fēng)波開始了。在此之前，英偉達(dá)雄踞了中國AI芯片市場超過90%的份額。但在2022年10月，美國商務(wù)部以擔(dān)心軍用轉(zhuǎn)化為借口，對出口中國的AI芯片啟動(dòng)管制。其中，英偉達(dá)的H100和A100等高端GPU成為主要管制對象。

對于這個(gè)荒謬的新規(guī)，英偉達(dá)也并非沒有尋找出路。作為禁令的對策，英偉達(dá)馬上開發(fā)了兩款專為中國市場設(shè)計(jì)的“平替”，也就是A800和H800。這兩款GPU性能都低于美國制裁措施規(guī)定的閾值，但在性能降低的同時(shí)，價(jià)格卻進(jìn)行了上漲。

然而即使這樣的替代方案，也在一年后被宣告“此路不通”。美國商務(wù)部在2023年10月宣布禁止英偉達(dá)向中國供應(yīng)A800和H800，而且新的禁售令不僅影響英偉達(dá)，還將AMD和英特爾的芯片覆蓋在內(nèi)，并且影響了大量芯片設(shè)備廠商。這種做法，可謂是堵上了中國獲取中高端AI算力供應(yīng)的全部大門，甚至計(jì)劃對使用亞馬遜云、微軟云等美國云計(jì)算平臺來獲取云端AI算力的中國企業(yè)進(jìn)行限制。鐵閘落下，空余無奈。

當(dāng)然，英偉達(dá)也并沒停下試試看的腳步。英偉達(dá)又一次設(shè)計(jì)了三款面向中國的“特供版”。其中，能夠用于AI訓(xùn)練的H20在理論上只有H100的20%綜合性能，縮水之嚴(yán)重令人驚嘆。

至此我們或許可以說，依靠進(jìn)口的中國AI算力之路已經(jīng)被堵得水泄不通，接下來，只能路自己修，步自己走。

幸運(yùn)的是，修出來的路還不止一條。在今天，國產(chǎn)AI算力已經(jīng)可以通過多種方式供應(yīng)市場。它們支撐著百模大戰(zhàn)的繁榮，實(shí)現(xiàn)了英偉達(dá)禁令甚至沒有激起太大的水花。當(dāng)然，這些方式互有交疊，用戶可以有多樣化的搭配與選擇。但整體而言，今天中國AI算力的來源有三條途徑：

第一種，全國算力網(wǎng)絡(luò)與云端AI算力。

在科技自立自強(qiáng)的大背景下，幾年來中國極大程度上加強(qiáng)了AI算力設(shè)施的基礎(chǔ)建設(shè)。作為“東數(shù)西算”的核心組成部分，中國興建了大量智算中心，預(yù)計(jì)在2025年將提供超過105EFLOPS的AI算力，組成了一張龐大的AI算力網(wǎng)絡(luò)。

而作為與國家AI算力基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合相對緊密的運(yùn)營商，也正在加緊提升對算力網(wǎng)絡(luò)的利用與挖掘。在目前階段，運(yùn)營商紛紛加碼云計(jì)算與AI大模型，逐漸形成了云端AI算力在技術(shù)上的成熟與長期成本上的優(yōu)勢。

與此同時(shí)，各大云計(jì)算廠商也加強(qiáng)了AI算力的投入。一方面趕在禁令之前，大量囤積英偉達(dá)高端顯卡，另一方面也在探索自研AI芯片的使用，以及對其他國產(chǎn)AI算力的引入。

綜合來看，全國一體化的AI算力網(wǎng)絡(luò)，正在成為中國智能化的主要算力基石。

第二種，昇騰生態(tài)。

經(jīng)過多年的發(fā)展，華為已經(jīng)將昇騰建設(shè)為國內(nèi)最為成熟，且完全沒有英偉達(dá)GPU參與的AI計(jì)算生態(tài)。科大訊飛創(chuàng)始人劉慶峰曾經(jīng)表示，華為的昇騰AI芯片可以達(dá)到與英偉達(dá)A100相當(dāng)?shù)男阅堋?/p>

相對來說，昇騰的優(yōu)勢在于軟硬件體系較為齊備，可以廣泛使用華為自研的技術(shù)進(jìn)行支持；可以和同樣由華為打造的鯤鵬生態(tài)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多元計(jì)算；整體產(chǎn)業(yè)生態(tài)較為繁榮，硬件、軟件合作商豐富。弱勢之處則在于，外界對昇騰芯片還是有性能不足與價(jià)格過高的質(zhì)疑，并且昇騰生態(tài)相對封閉，與其他廠商的AI算力生態(tài)基本不打通。

今天，中國已經(jīng)有一半的大模型由昇騰來支撐，并且華為云已經(jīng)將昇騰算力帶到了云端，推出了昇騰AI云服務(wù)?？梢哉f，昇騰的出現(xiàn)和成長，讓中國有了可以對標(biāo)英偉達(dá)生態(tài)的AI算力選擇。

第三種，異構(gòu)智算。

昇騰之外，大多數(shù)AI芯片廠商還無法實(shí)現(xiàn)規(guī)?；鲐洠嗍且詤⑴c混合型算力的方式，加入數(shù)據(jù)中心、企業(yè)AI集群的建設(shè)當(dāng)中。目前情況下，大多數(shù)企業(yè)與數(shù)據(jù)中心還是會選擇英偉達(dá)來構(gòu)建AI算力的主體，同時(shí)通過加入海光、寒武紀(jì)等國產(chǎn)芯片以及加速卡來構(gòu)建AI算力，或者采取使用英偉達(dá)GPU進(jìn)行訓(xùn)練，使用國產(chǎn)AI算力進(jìn)行推理的模式。比如說，百度在文心一言訓(xùn)練中使用的是英偉達(dá)GPU，推理側(cè)則使用自主研發(fā)的昆侖芯2代。

類似策略，可以逐漸降低對英偉達(dá)的依賴度，并且發(fā)揮出多元化的AI芯片優(yōu)勢。由此，異構(gòu)智算開始成為企業(yè)和數(shù)據(jù)中心新的需求。面向這種需求，IT廠商也正在捕捉機(jī)會。比如聯(lián)想推出了完全異構(gòu)智算平臺，來幫助實(shí)現(xiàn)異構(gòu)化AI算力的管理與調(diào)配；新華三推出了面向異構(gòu)智算的網(wǎng)絡(luò)解決方案，解決異構(gòu)智算帶來的丟包與負(fù)載等問題。

這三根“足”，給中國AI算力帶來了某種穩(wěn)定性。經(jīng)過極限情況下的多年經(jīng)營與發(fā)展，今天中國AI算力談不上充沛與廉價(jià)，至少有了可以遮風(fēng)擋雨的穩(wěn)固。

至少我們可以看到，中小企業(yè)應(yīng)用AI算力的綜合門檻正在降低，AI算力的選擇在增多，異構(gòu)協(xié)同能力在加強(qiáng)，并且熟悉了昇騰與海光DCU這樣能夠直接替代英偉達(dá)GPU的存在。中國AI是否會因?yàn)樗懔Χ萑肷娼┚?，已?jīng)不再是個(gè)問題。

總結(jié)一下，在AI算力層面，我們有辦法，但辦法不夠好，其實(shí)也不夠多。

然而換個(gè)角度想想，幸好我們有方法，否則麻煩就大了。

依靠精準(zhǔn)的預(yù)判搶跑，在多重助力下超高速發(fā)展，在外部壓力下極限成型。

智算，終成國之重器。

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