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英偉達(dá)最強(qiáng)算力架構(gòu)Blackwell，有望來(lái)中國(guó)銷售了！

英偉達(dá)真的很拼，對(duì)于中國(guó)AI市場(chǎng)，總是不遺余力，甚至為突破美國(guó)對(duì)中的出口限制，絞盡腦汁。

7 月 22 日，據(jù)四位知情人士稱，Nvidia 正在為中國(guó)市場(chǎng)開發(fā)一款新的旗艦 AI 芯片，該芯片設(shè)計(jì)是為了突破當(dāng)前的美國(guó)商務(wù)部出口管制政策。

1.英偉達(dá)推“合規(guī)旗艦版”AI芯片為中國(guó)市場(chǎng)再次一博

作為當(dāng)之無(wú)愧的 AI 芯片巨頭，英偉達(dá)于 3 月推出了“Blackwell”芯片系列，該系列將于今年晚些時(shí)候量產(chǎn)。新處理器結(jié)合了兩塊硅片，大小與該公司之前的產(chǎn)品相同。在該系列中，B200 在某些任務(wù)（如提供聊天機(jī)器人的答案）上的速度比其前代產(chǎn)品快 30 倍。

美國(guó)針對(duì)向中國(guó)出售AI加速器的貿(mào)易限制，并沒有阻止英偉達(dá)將其最新的Blackwell架構(gòu)帶到中國(guó)。

據(jù)悉，這塊為中國(guó)市場(chǎng)定制的芯片，名為B20，將基于這家GPU巨頭在春季GTC上宣布的Blackwell架構(gòu)。與之前的Hopper架構(gòu)相比，Nvidia聲稱其基于Blackwell的芯片在原始浮點(diǎn)精度方面快了2.5~5倍。

而至于分銷方面，據(jù)外媒說(shuō)法，英偉達(dá)已選擇“浪潮”作為該芯片的主要分銷商，據(jù)稱將于明年第二季度開始發(fā)貨，這一點(diǎn)小編認(rèn)為存疑，因?yàn)槔顺币苍诿绹?guó)實(shí)體管制名單之列。

2.對(duì)華一禁再禁，出口限制究竟限制啥

然而，既有的出口管制可能會(huì)限制英偉達(dá)下一批中國(guó)市場(chǎng)芯片的性能功效。這是因?yàn)镠20是目前英偉達(dá)在該地區(qū)無(wú)需許可即可銷售的最強(qiáng)大的芯片，其性能已經(jīng)接近出口限制的極限。

早在2022年10月，美國(guó)政府就頒布了全面限制措施，目的就是為了遏制中國(guó)芯片行業(yè)發(fā)展。不過(guò)當(dāng)時(shí)英偉達(dá)就迅速應(yīng)對(duì)，僅用了一個(gè)月不到的時(shí)間就為中國(guó)市場(chǎng)研發(fā)了一款新型先進(jìn)芯片，目的是在“不違規(guī)”的情況下繼續(xù)在中國(guó)市場(chǎng)提供服務(wù)。

不過(guò)時(shí)隔一年，拜登政府“變本加厲”地收緊了管制要求。去年10月實(shí)施的美國(guó)出口管制對(duì)“總處理能力”和“性能密度”設(shè)定了上限。這些規(guī)定實(shí)際上禁止了許多英偉達(dá)數(shù)據(jù)中心卡的銷售，并一度阻止了面向消費(fèi)者的RTX 4090的銷售，直到為中國(guó)市場(chǎng)推出特別型號(hào)后才恢復(fù)。

然而，在規(guī)則生效的一個(gè)月內(nèi)，就已有三款旨在突破這些限制的削減版顯卡的傳言浮出水面。其中最強(qiáng)的是96GB的H20，其FP8性能高達(dá)296 teraFLOPS。

據(jù)介紹，B20加速器的性能上限將與H20相同，至少在FP8性能方面是如此。Blackwell引入了FP4數(shù)據(jù)類型的支持，因此，預(yù)計(jì)其公布的teraFLOPS數(shù)值將是H20的兩倍，盡管它們之間不能直接比較。

3.面向中國(guó)市場(chǎng)的芯片性能上限

到目前為止，對(duì)出口到受關(guān)注國(guó)家（即中國(guó)）的圖形處理單元（GPU）和人工智能加速器的主要性能上限主要集中在互連帶寬上。這指的是處理器之間相互通信的速度。去年的規(guī)定限制了雙向互連帶寬超過(guò)600GB/s的芯片的出口，除非獲得特別許可證。

為此，英偉達(dá)和英特爾都對(duì)其最新的GPU進(jìn)行了調(diào)整，降低了互連速度，以規(guī)避商務(wù)部的限制。我們之前提到的H800系列就是一個(gè)很好的例子。

拜登政府現(xiàn)在更進(jìn)一步，實(shí)施了一系列性能密度的上限。根據(jù)本周工業(yè)和安全局（BIS）提交的文件[PDF]，這些規(guī)定中第一個(gè)也是最重要的一個(gè)限制了對(duì)以下產(chǎn)品的出口：

“具有一個(gè)或多個(gè)數(shù)字處理單元的集成電路具有以下任一特性：a.1. ‘總處理能力’為4800或更高，或a.2. ‘總處理能力’為1600或更高，且‘性能密度’為5.92或更高。”

計(jì)算任何給定GPU或加速器的總處理能力（TPP）分?jǐn)?shù)是一個(gè)相對(duì)直接的任務(wù)。首先，將每秒最大密集型萬(wàn)億次操作（無(wú)論是浮點(diǎn)還是整數(shù)）的數(shù)量乘以2，然后再乘以操作的位長(zhǎng)度。如果針對(duì)不同精度（如INT4、FP8、FP16和FP32）宣傳了多個(gè)性能指標(biāo)，則使用最高的TPP分?jǐn)?shù)。

以英偉達(dá)的L40S為例，計(jì)算公式大致如下：

2 x 733萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算/秒 x 8位 = TPP為11,728

11728 TPP/609 mm2=性能密度為19.25

結(jié)果明顯遠(yuǎn)高于新規(guī)則規(guī)定的5.92性能密度限制，所以就不能對(duì)中國(guó)出售。

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更詳細(xì)的計(jì)算方式不再贅述，目前英偉達(dá)受規(guī)則影響的GPU列表如下：A100、A800、H100、H800、L40、L40S和RTX 4090。

4.在性能限制邊緣試探B20性能會(huì)有哪些提升？

盡管美國(guó)的出口管制意味著這些芯片的浮點(diǎn)性能和計(jì)算密度仍然受到限制，但這并不意味著B20不能在性能上實(shí)現(xiàn)代際提升。在運(yùn)行預(yù)訓(xùn)練的大型語(yǔ)言模型時(shí)，性能（通常以每秒處理的令牌數(shù)來(lái)衡量）更多地受到內(nèi)存帶寬的限制，而不是芯片能推動(dòng)多少FLOPS或TOPS。

因此，與H20相比，內(nèi)存帶寬的任何增加（顯然能夠達(dá)到4TB/s）都會(huì)帶來(lái)可觀的性能提升，至少在推理方面是這樣。這些收益的實(shí)際大小將取決于芯片的架構(gòu)以及它與多少HBM堆棧配對(duì)。

因此，像英偉達(dá)的H20這樣的芯片，即使在與大名鼎鼎的H100相比時(shí)，對(duì)于像運(yùn)行AI聊天機(jī)器人（而不是訓(xùn)練）這樣計(jì)算要求較低的工作負(fù)載來(lái)說(shuō)，仍然非常強(qiáng)大。

英偉達(dá)拒絕了The Register對(duì)B20的置評(píng)請(qǐng)求。

5.拜登政府的態(tài)度“第二天就會(huì)反制”

美國(guó)商務(wù)部長(zhǎng)吉娜·雷蒙多（Gina Raimondo）對(duì)英偉達(dá)和其他接近出口限制邊緣的芯片制造商并不太感冒，這已不是秘密。

“我告訴你們，如果你們圍繞一條特定的分界線重新設(shè)計(jì)芯片，使其能夠進(jìn)行人工智能操作，我將在第二天就對(duì)其進(jìn)行控制，”她在去年年底的一次國(guó)防論壇上明確提到了英偉達(dá)。

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美媒報(bào)道，拜登政府將在未來(lái)幾個(gè)月內(nèi)實(shí)施更嚴(yán)格的出口管制，以扼殺中國(guó)的人工智能發(fā)展。

然而，這樣的措施并不能阻止中國(guó)國(guó)內(nèi)加速器的發(fā)展，比如摩爾線程、華為等公司開發(fā)的加速器。為了遏制這里的發(fā)展，據(jù)報(bào)道，拜登政府正在考慮實(shí)施一項(xiàng)名為“外國(guó)直接產(chǎn)品規(guī)則”的措施，這將使其能夠?qū)κ褂妹绹?guó)技術(shù)的任何產(chǎn)品的銷售實(shí)施控制。

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6.內(nèi)存帶寬也可能會(huì)受限制

媒體預(yù)測(cè)，接下來(lái)的內(nèi)存帶寬上限可能會(huì)嚴(yán)重限制美國(guó)芯片向中國(guó)的銷售。無(wú)論發(fā)生什么，任何額外的限制無(wú)疑都會(huì)對(duì)英偉達(dá)的業(yè)務(wù)產(chǎn)生重大影響，因?yàn)橹袊?guó)仍占該公司年收入的17%左右。

具體來(lái)講，內(nèi)存帶寬將直接影響芯片在給定時(shí)間內(nèi)能夠輸出的AI tokens（即單詞、短語(yǔ)、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)或數(shù)字）的數(shù)量。同時(shí)，內(nèi)存容量決定了單個(gè)GPU或加速器上可以部署的模型大小。

考慮到內(nèi)存帶寬和容量對(duì)人工智能聊天機(jī)器人性能的巨大影響，相信未來(lái)美國(guó)還會(huì)對(duì)內(nèi)存帶寬上限進(jìn)行更為嚴(yán)格的限制。

7.英偉達(dá)在中國(guó)市場(chǎng)更多變數(shù)

事實(shí)上，自美國(guó)收緊了對(duì)中國(guó)尖端半導(dǎo)體出口的控制以來(lái)，英偉達(dá)已經(jīng)專門為中國(guó)市場(chǎng)設(shè)計(jì)了數(shù)款A(yù)I芯片。例如，HGX H20、L20 PCle和L2 PCle等。

早在去年，TrendForce在一份研究報(bào)告中表示：“英偉達(dá)也可能試圖將其目前稀缺的資源，如H800，分配給中國(guó)客戶使用。”

該公司CEO黃仁勛在第一財(cái)季的財(cái)報(bào)會(huì)議上表示，由于種種限制，中國(guó)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)已經(jīng)顯著降低，公司將繼續(xù)盡最大可能服務(wù)中國(guó)客戶。

“我們有值得尊敬的客戶，我們會(huì)盡最大努力服務(wù)好每一位客戶。我們?cè)谥袊?guó)的業(yè)務(wù)確實(shí)比過(guò)去的水平下滑很多。由于限制，現(xiàn)在中國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。這些都是事實(shí)。但英偉達(dá)將繼續(xù)盡最大努力為中國(guó)市場(chǎng)的客戶提供服務(wù)，會(huì)盡最大努力做到最好。”

不過(guò)英偉達(dá)的卡的確好用，也是全球的AI芯片的龍頭，好在，在美新規(guī)定生效之前，國(guó)內(nèi)許多互聯(lián)網(wǎng)巨頭，如字節(jié)跳動(dòng)、百度、阿里巴巴和騰訊等囤積了“澎湃”的GPU算力。

但這次，最新的Blackwell架構(gòu)能否順利在華發(fā)貨，可能要取決于英偉達(dá)推出B20的時(shí)間，能否快于拜登政府更嚴(yán)厲的管制規(guī)定的出臺(tái)。