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>> 国盛证券-通信行业深度:AI算力的ASIC之路,从以太坊矿机说起-240320
上传日期:   2024/3/20 大小:   2270KB
格式:   pdf  共26页 来源:   国盛证券
评级:   优于大市 作者:   宋嘉吉,黄瀚,邵帅
行业名称:   通信
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近期关于AI算力的GPU与ASIC路线讨论渐多,从推理角度看,ASIC在成本端优势明显,而GPU在通用性及生态上更胜一筹。若干年前,以太坊矿机也经历了从GPU到ASIC的迭代,从算力发展角度给我们诸多启发。
  天下芯片,通久必专,专久必通。回望芯片发展历史,从CPU,到图像与深度学习时代大放异彩的GPU,再到矿机ASIC的异军突起。芯片发展一直遵循着上述规律。某类需求的爆发,推动通用芯片中的某一功能独立并形成ASIC,来更好的满足需求。通用芯片发现需求,专用芯片满足需求,这就是半导体行业面对人类需求时的解决之道,归根结底,客户的需求决定一切。
  大模型算力需求急剧膨胀,推理ASIC路径逐渐明晰。在GPT的推动下,世界迅速进入了大模型的新纪元。在Transformer算法下,算力大小成为了模型迭代的关键因素,全球对于算力卡的需求迅速井喷,能够先一步满足算力需求的通用GPU变得一卡难求。经过一年发展,大家对于Transformer认可度逐渐提升,同时算力的需求持续加速,促使相关ASIC浮出水面。以谷歌TPU,Groq为代表的优秀ASIC作品逐渐摸索出了以堆料矩阵乘法核构建“流水线”式处理流程的设计思路,在舍弃通用GPU冗余小核提高性能的同时,也较好针对Transformer做了优化。
  以矿机为鉴,需求和算法确定性是ASIC起量关键。复盘矿机AISC发展之路,受益币价上涨,算力需求井喷,且算法固定的比特币在问世的3年内快速完成了矿机的全面ASIC化。而币价前期走势较弱,算力需求不稳定,且一直存在转POS(停止挖矿)预期的ETH则在结束挖矿时仍未完成ASIC化。由此可见,稳定且大量的客户需求、算法的确定性,是ASIC放量的关键。
  软件有望成为算力构筑第三极。ASIC时代,编译器成为了产品设计的壁垒,如何有效的连接“流水线”中的计算单元与存储,如何在无小核辅助的情况下整理进入计算核的数据,编译器的难度陡然提升。同时,如何在CUDA生态对第三方“兼容”之路封锁加剧的情况下,做出好用的软件与生态,让用户较为舒适的进行切换,也将成为新进入玩家需要面临的问题。
  兼听则明,ASIC是通往AGI中不可或缺的一环。“硬件的使用者和开发者往往对立”,这一现象似乎正在AI芯片界再次出现,当下,AI工程师们普遍希望停留在舒适的CUDA生态,忽视通用芯片的冗余元件和低效。而芯片架构师们则在努力地创造ASIC架构,降低最底层的计算成本。而最终决定双方胜负的,唯有需求,需求足够大,算力的建设方终将为ASIC的性价比而买单,需求不明朗,客户则会先采购通用的产品然后继续观望。全局来看,AI的叙事足够宏大,与比特币的一轮完全替代不同,AISC与通用芯片将螺旋发展,通用芯片探索新算法与模型、ASIC将通过降本使得需求得以释放,繁荣的生态吸引更多用户与参与者,最终培育出新的、更强的算法,循环往复,螺旋上升,最终达成AGI的宏伟目标。
  投资建议:关注五大环节,一线晶圆厂,ASIC设计龙头,散热厂商,ASIC芯片公司、服务器。
  晶圆厂:台积电(TSMC)、英特尔(INTC)、中芯国际;
  AISC设计龙头:美满电子(MRVL)、博通(AVGO);
  散热厂商:英维克、中航光电、高澜股份;
  ASIC芯片公司:寒武纪、芯原股份、嘉楠科技(CAN);
  服务器龙头:工业富联、高新发展、中科曙光、紫光股份。
  风险提示:AI发展不及预期,AI算法切换风险,ASIC用户认可度低的风险
 
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