群雄激战数据中心

2022-06-05 19:28:21   编辑:葛剑
导读最近,一系列的矛头在改变方向。无论是手机芯片厂商频繁削减订单,还是cinoresearch发布的国内手机销售数据大幅下滑,都传递着消费市场需求负面的信号。

最近,一系列的矛头在改变方向。无论是手机芯片厂商频繁削减订单,还是cinoresearch发布的国内手机销售数据大幅下滑,都传递着消费市场需求负面的信号。

不过,数据中心市场正呈现另一番景象。

根据台积电2022年第一季度披露的财务报告,其手机芯片贡献的收入近年来首次跌入神坛,被HPC超越。

不久前,美光科技首席执行官mehrotra表示,数据中心已经取代移动设备成为2021年最大的内存和存储市场。此前,2012年移动市场超越PC市场,成为最大的内存和存储市场。从美光2022财年第二季度的财务报告可以看出,数据中心收入同比增长超过60%。

尽管全球通胀恶化和其他负面宏观因素,但各行业的数字转型仍在加速,对服务器芯片的需求继续强劲,并对未来几年的市场趋势持乐观态度。

可以看出,在万物互联和数字化不断加速的浪潮下,数据中心市场迎来了加速发展的机遇。根据Gartner发布的预测数据,2022年全球数据中心系统IT支出将达到2265亿美元,同比增长4.7%,2023年将达到2370亿美元。

三巨头激战数据中心。

伴随着数据中心。高性能计算。人工智能等领域出现了新的出路。面对机遇,参与企业需要快速布局,提高竞争力。

在数据中心领域,英特尔、英伟达和AMD已经把他们最近的计划摆在桌面上,看来这将是一场激烈的竞争。

英特尔:GPU加码数据中心。

相比PC互联网和移动互联网,数字经济越来越繁荣,数字经济对半导体、计算能力、连接和人工智能的需求将呈现雪球式的爆炸式增长,数据中心时代的大幕将逐渐拉开。

CPU时代,英特尔踏上了计算力发展的潮流,并取得了巨大的成功。

近年来,英特尔确立了以数据为中心的转型目标,通过并购等措施,包括收购高质量的FPGA.ASIC公司,以及开发独立的GPU.IPU.神经模拟芯片.量子计算芯片,开发统一的编程软件工具OneAPI,实现了覆盖多个架构的产品组合。

英特尔首席执行官patgelsinger表示,尽管英特尔的处理器仍然是大型数据中心中使用最广泛的处理器,但其竞争对手增长更快,抢占了市场份额。这个市场将成为英特尔重夺主导地位的关键战场。

随着边缘计算等新兴技术和行业的兴起。5G。AI。云游戏。流媒体,计算的概念再次被拓宽。英特尔希望在独立GPU领域扩大自己的优势,除了长期擅长的CPU和集成GPU,从而满足这些新兴行业对计算能力的渴望。

英特尔灵活的Xe图形体系结构为其GPU带来了卓越的通用性。从体系结构的技术水平可以看出,英特尔GPU不仅仅是在消费市场上竞争。英特尔Xe图形体系结构从研发之初就考虑了灵活性和通用性,在一个体系结构下实现了四种不同规格的微体系结构设计,从而覆盖了不同的应用需求。Xe图形体系结构的出现也正式宣告了英特尔进军高性能GPU领域的决心。同时,Xe体系结构还完成了四种计算类型的芯片的全覆盖:Scalar。

今年以来,英特尔在GPU上的高动作密度和强度不断刺激着行业的神经。2月,英特尔首次调整组织结构,正式成立加速计算系统和图形业务部门(AXG);与此同时,独立显卡ARC系列发货时间表公布,并宣布今年将销售400万张;随后,在5月的2022年英特尔ONO行业创新峰会(IntelVision)上,此前高调宣布重返显卡市场的英特尔推出了一款面向数据中心的新型多用途独立GPU-ArcticSound-M。

据报道,ATS-M是英特尔在该领域的第一款配备AV1硬件编码器的独立GPU,支持高质量的转码和高性能的强大GPU,每秒可提供150万亿次运算(150TOPS)。值得一提的是,ATS-M是一款多功能GPU,能够真正满足企业生产力场景的需求,如多媒体转码、视觉图形处理、云推理等。

据悉,目前这款GPU已经获得了来自戴尔、Supermicro.思科、HPE、新华等15多个合作伙伴的系统设计,预计将于今年第三季度上市,这将再次升级本已火爆的GPU市场竞争。

除了ATS-M,英特尔之前为Aurora超级计算机项目创建的PontechioGPU也展示了惊人的图形计算能力,有望帮助英特尔在未来十年实现更多的计算算法,并利用显卡技术进入数据中心和机器学习系统,让消费者通过AI和HPC应用获得更多的开发和功能。

事实上,英特尔一直在增加数据中心的GPU业务。英特尔最近宣布收购域的知识产权(IP)和技术储备,英特尔最近宣布收购芬兰一家名为七星的公司。

对于英特尔来说,当从传统芯片公司转向数据服务公司时,实现增长注定不再仅仅依赖于他们擅长的CPU。特别是近年来,人们对无处不在的计算能力的需求使英特尔更加明确了GPU图形计算能力的重要性。

然而,英特尔希望在数据中心GPU领域取得突破。英伟达和AMD是他们面前的两座大山。根据市政调查机构JPR发布的2021年第四季度GPU显卡市场报告,AMD在独立显卡中的份额达到19%,英伟达的份额达到81%。这一次,英特尔在数据中心推出GPU,可以算是正式向英伟达和AMD传统GPU巨头的腹地推进。

今年早些时候,英特尔还宣布了FalconShoresXPU产品线,这是一种新型的可扩展芯片设计,旨在利用X86和Xe内核来处理超级计算工作负载。

XPU架构不是一个简单的CPU+GPU组合,而是集成了几种新技术。XPU的特点是可以根据需要配置不同的块模块,尤其是X86CPU核心。XEGPU核心在数量和比例上都非常灵活。整个FalconShoresPU平台将围绕OneAPI软件套件进行调整,为本地/远程监控和数据中心级芯片管理提供开源解决方案。

根据英特尔的路线图,这款XPU预计将在2024-2025年左右推出。XPU策略是指英特尔将重心从单独的CPU转移到广泛的产品组合,用于跨CPU.GPU.FPGA和其他加速器。

除了GPU,英特尔还发布了AI训练芯片Gaudi2。AI推理芯片Greco,以及基于FPGA和ASIC的IPU(基础设施处理器)产品路线图。

可以看出,英特尔的整合力也体现在技术架构上,倡导以业务为导向的异构计算架构。面对行业中许多XPU多计算平台的趋势,如CPU、IPU和GPU,英特尔推出了全面的解决方案。在数据中心和人工智能领域,英特尔表现出一贯的战略决心,瞄准整体技术而不是单点,构建平台而不是工具,运营生态而不是垄断。

英伟达:数据中心成为新主角。

根据最新的财务报告数据,英伟达Q1的总收入为82.88亿美元,同比增长46%,超出了市场预期的81亿美元。在游戏业务+数据中心业务两大巨轮的推动下,Q1总营收再创新高,其中数据中心业务营收规模在6个财季后再次超越游戏业务。

从各种业务的增长率来看,数据中心市场已经成为英伟达增长最快的业务。这也在一定程度上表明,疫情红利后消费电子需求可能难以爆发,而受益于全球云转型长期趋势的数据中心业务继续表现良好,成为英伟达增长最快的业务,连续三个财季增长率飙升至50%以上。

英伟达表示,数据中心创纪录的37.5亿美元收入环比增长15%,同比增长83%。由于对外部和内部工作量的强劲需求,超大型和云计算客户的收入同比增长了一倍多。客户的基础设施需求仍然受到供应的限制,他们继续增加容量,同时努力跟上需求。

英伟达首席执行官黄仁勋表示:在具有挑战性的宏观环境背景下,英伟达在数据中心和游戏领域取得了创纪录的业绩。尽管游戏业务的收入创下了新高,但随着全球对消费电子产品需求的下降,英伟达对高性能游戏GPU的需求肯定会受到影响。在全球云转型趋势中,主要云平台正在加大力度扩大IaaS基础设施。英伟达数据中心GPU目前正在部署IaaS云基础设施,以及数据中心建设环节中不可或缺的一个环节。目前,数据中心是英伟达最大的平台,预计未来将达到新高。

同时,据IDC数据统计,GPU服务器在2021年数据中心AI核心技术设施中占有91.9%的份额,预计2024年整体市场规模将达到64亿美元。随着各方对GPU需求的增长,服务器制造商对GPU的竞争也越来越激烈。

英伟达的下一个业务中心很有可能迁移到数据中心GPU,而不是游戏GPU市场,从成立之初就一直关注。

3月,英伟达发布了其HopperGPU架构,以及首款基于Hopper架构的GPU-NVIDIAH100,并公布了其今年的GPU路线图。和以前的GPU一样,HopperH100GPU可以作为一个独立的处理器运行,在服务器的附加PCIExpress板上运行。

黄仁勋说:数据中心正在转变为处理大量数据以实现智能的‘AI工厂’。NVIDIAH100是全球AI基础设施的引擎,让企业可以利用它来加速自己的AI业务。

除了GPU,英伟达永远不会忘记的CPU产品线也在快速推进。

Grace高性能CPU已经成为英伟达“超级芯片”(Superchip)的主角,可以通过NVLink与Hopper架构GPU互连,组合成CPU+GPU超级芯片GraceHopper,也可以由两个CPU组成“Grace超级芯片”。超级芯片由144个CPU内核组成,基于ArmNeoverse架构,缓存容量396MB,带宽高达1TB/秒,支持LPDR5XECC内存。

两种不同的配置也展示了GraceCPU在数据中心的典型应用场景,既可以作为独立的纯CPU模块,也可以作为GPU集群中的线程管理和控制模块,进一步释放了当前AI大模型甚至超大模型1000亿级参数的并行计算效率。

在数据中心市场,英伟达凭借其通用GPU和CUDA开发生态的合作,在AI、流媒体、科学计算等相关应用领域有着相当稳定的基础。在这个基础和环境下,作为现有优势业务的增量改进,CPU产品可以事半功倍。

对于目前炙手可热的数据中心市场,英伟达已经掌握了前所未有的获胜机会,无论是对市场环境的把握,还是产品宣传策略的循序渐进。随着其CPU产品在2023年上半年发货,市场格局将迎来深远的变化。英伟达表示,其数据中心产品将每两年更新一次架构,每年更新一批产品,一年针对ARM,一年针对X86。

事实上,除了上述芯片,GTC2022022还发布了NVLink高速互联协议。HGX主板等数据中心业务部件的更新,以及创造世界纪录的据称性能。即将依靠其全栈解决方案构建的EOS超级计算机,隐约映衬出英伟达作为数据中心市场领头羊的风格。

此外,英伟达还推出了液冷GPU,以提高数据效率。它的第一个液冷GPU是基于A100芯片开发的,采用直接芯片(direct-to-chip)冷却技术。早些时候,英特尔宣布计划建立一个实验室,研究利用液冷技术冷却高能耗CPU。此外,微软、谷歌等巨头也在液冷领域进行了相关研究。例如,微软曾经试图将数据中心沉入大海,以减少能源和水的消耗。

这意味着在数据中心向低能耗市场转变的趋势下,主流芯片厂商在新领域展开了对抗。各国的能效解决方案已经开始向数据中心展望,英伟达也必须紧跟这一节能减排趋势。HGXGrace和HGXGraceHopper,将于明年正式推出,还将推出风冷和液冷版本。

总的来说,英伟达在数据中心领域专注于GPU+DPU+CPU的芯片路线。因此,英伟达首先以69亿美元收购了以色列网络设备制造商Mellanox,然后推出了基于Arm架构的Grace芯片,这是一款基于Arm架构的自主开发的CPU。

除了上面介绍的Hopper100GPU和Grace超级芯片外,英伟达今年还再次增码,还收购了BrightComputing,为其进入工业HPC时代奠定了良好的基础。

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