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英伟达推出ARM架构CPU,意图何在?

 全球风口 2021-04-14

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全球风口 丨 你的全球科技前哨侦察兵

你好,我是王煜全,这里是王煜全要闻评论。

4月13日,英伟达创始人黄仁勋在GTC2021,发布了三款基于ARM架构的处理器。尽管英伟达收购ARM尚未尘埃落定,但它已经开始了基于ARM IP的研发,打造了专为大规模人工智能和高性能计算而设计的CPU:Nvidia Grace。

Grace CPU采用了更先进的5nm制程,在CPU和GPU之间可以提供高达900GB/s的双向带宽,比之前的产品提升了8倍。而且基于英伟达Grace CPU的系统,将比运行在X86CPU上的最先进的英伟达DGX系统性能还要快10倍。

消息一出,大多数媒体都认为,此次英伟达发布ARM架构CPU是为了挑战英特尔,但如果你也这么看,就是低估黄仁勋了。

因为在人工智能时代,具有高并行、高密集计算能力的异构计算是AI时代的必然选择,也就是说,芯片产业正在经历一场巨大的革命,从传统的单一架构的计算单元转变为 CPU+GPU 的异构计算。

我们在【前哨科技特训营】中讲过,异构计算,需要的是一组芯片的整合设计能力,要有CPU+异构单元(例如:CPU+GPU、CPU+FPGA、CPU+ASIC,CPU+NPU神经网络处理器或CPU+IPU人工智能处理器),甚至需要生态协作的能力,谁的生态能力越强谁就有优势。 

为什么要搞异构计算?原来人们不对计算工作做细分,都交给 CPU 去干,但 CPU 是通用计算单元,虽然什么都能干,但在很多专业能力上不如他的异构单元GPU。

现在大家发现,其实只要把工作先做个分工,分成复杂不繁重的,和繁重不复杂的,计算能力就能得到提升:

复杂不繁重的需要有灵活的计算能力,正是 CPU 的强项;繁重不复杂的,就是大家每天都需要干的苦活累活,像图像处理、视频处理,人们就开发出专门的芯片来处理,因为专门处理这一个业务,可以针对性地优化算法,从而大大提升了效率。

而且当人们把任务分解后,绝大多数情况下不需要那么强大的 CPU 就可以应对,因为日常工作中,大多是那些繁重而不复杂的重复性工作,很小一部分才是复杂不繁重的工作。

这样一来,芯片产业的重心就变了,从比较单一芯片的性能,变成了比较系统芯片的整体性能。

这一转变甚至使得被喊了很多年的“摩尔定律失效”的声音都消失了,因为大家发现,只要简单地重新安排一下工作分工,芯片的效率立刻大大提升。

在单一芯片摩尔定律即将走到极限、芯片主战场转向AI领域的背景下,英伟达的CEO黄仁勋提出了黄氏定律:通过对GPU技术的改进,每年将使AI推理性能提升一倍。

可以说,在系统芯片的能力中,通用计算因为工作量不大,不是能力瓶颈,价值大大下降,而专用计算成了性能比拼的核心,这也是为什么英伟达成了芯片产业新霸主的原因。

当异构计算成为核心,就意味着根本不需要在CPU上超越Intel,因为CPU不再重要了,芯片企业就有机会用自己更能掌控的ARM架构的CPU,去替代专利被Intel攥得死死的、自己无法掌控的x86架构的CPU。

自己的CPU和自己的GPU,在整合起来做系统芯片的时候,一定会更顺手,这就是为什么我们当年力挺AMD的根本原因。

另外,这也是为什么苹果公司敢于用自研ARM架构CPU取代了Intel的X86架构的CPU的原因,因为看似牺牲了一部分CPU的性能,但通过提升异构部分的性能和整体的配合,最终可以达到整体性能更优的结果。

所以英伟达推出自己的ARM架构CPU,根本原因不是为了针对Intel,而是为了加速拥抱异构计算,不希望Intel的CPU成为系统芯片整体性能提升的障碍。

说得残酷点儿,在科技领域,先进企业不是要在竞争中干掉落后企业,而是要加速奔跑,甩开竞争对手,并且和落后企业撇清关系,避免被后者拖累。

所以,从这个角度来看,Intel的CEO虽然宣布要开放芯片代工,但其实变革还远远不够,因为这是治标不治本的,如果不能把重心坚决地调整到异构计算上,也就是大力开发各个专用领域的计算单元,并且强调系统芯片的整体设计,Intel长期看必然衰落。

我们认为,未来ARM架构的CPU会越来越普及,相应的异构部分也会有大量专用芯片崛起。从长期看,未来的芯片双雄很可能不再是Intel和AMD,而是变为英伟达和AMD,这是技术更替带来的结果,也说明了企业前沿技术布局的重要性。 

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