近年來，各地紛紛加快AI基礎設施的布局，智算中心是建設重點。據<與非網>不完全統計，2021年到現在，武漢人工智能計算中心、中原人工智能計算中心、西安未來人工智能計算中心、南京智能計算中心已相繼投入運營。此外，還有成都、大連、青島、沈陽、佛山、長沙、杭州、無錫、昆山、慶陽、太原、南寧等地在建或計劃建設。
不同于傳統數據中心，智算中心更注重構建先進的AI算力基礎設施來承載AI創新。高性能AI計算芯片作為核心生產力，從架構升級到應用場景的落地，都蘊含了巨大的市場空間和機遇。
拆一個案例
多地開花的智算中心顯然已成為AI算力廠商的布局重點，不論是上游芯片還是下游服務器廠商。那么，這一發展高地對AI落地能帶來哪些助力？是否已經能夠帶來實際的回報？
寒武紀是一個值得分析的案例。根據寒武紀最新發布的年報，2021 年，營業收入為7.2億元，較上年同期增長57.1%；歸母凈利潤為-8.2 億元，虧損比上年同期擴大 89.9%; 扣非歸母凈利潤為-11.1 億元，虧損比上年同期擴大 68.6%。
在連年虧損的數字后面，有兩條業務線在營收和毛利率上表現亮眼：一是邊緣產品線業務，營收 1.8 億元，同比增加 741.1%，毛利率為 41.3%，毛利率同比減少7.7PCT。二是智能計算集群系統業務，營收4.6億元，同比增加39.9%，毛利率為70.6%，毛利率同比增加8.7PCT。
從業務劃分來看，寒武紀的邊緣產品線MLU220 芯片和加速卡是主要增長動力，在多家頭部企業實現近百萬片量級的規?；N售，帶來較大增幅。此外，5.09億元中標江蘇昆山智能計算中心基礎設施建設項目，也貢獻了4Q21最重要的收入來源，使得智算集群業務保持穩定增長。
寒武紀2017-2021年業務線營收占比情況
來源：與非網
寒武紀初期的核心業務是終端智能處理器IP，不過由于核心大客戶的流失，2019開始，該業務線營收占比斷崖式下跌，2020年同比下滑超80%。而一路大幅上揚的則是2019年開始的智能計算集群業務，在寒武紀所有業務線中占最大比重。其次還有邊緣智能芯片及加速卡業務，從2020年的4.55%，到2021年大幅增至24%。
智算集群、邊緣計算業務已成長為寒武紀當前最核心的業務線。而據其最新的產品規劃來看，這兩大場景+云端，將成為下一步主要的落地方向。
抱團布局
上下游合作活躍
疫情倒逼下，越來越多傳統行業意識到 AI、大數據、5G 的重要性，逐步加大對 IT 基礎架構的投資。從國家政策層面來看，新基建、東數西算等拉動效應，也將在AI基礎設施的建設過程中逐步顯現。
不只是寒武紀，越來越多的AI芯片廠商正在抱團入局，且“合縱連橫”的趨勢在今年越來越明顯。
云豹智能、燧原科技、篆芯半導體
聯合開發
今年1月，云豹智能與燧原科技達成戰略合作，通過DPU (Data Processing Unit) 和AI計算領域的軟硬件技術，聯合針對云端應用開發大規模高性能AI算力平臺。
雙方提出的DataDirectPath技術值得關注。在傳統的解決方案中，云燧T20訪問存儲時，需要將數據先搬移到系統內存，再由系統內存搬移到目標設備。而基于DataDirectPath Storage技術，云燧T20通過DPU可以直接獲得數據，從而繞過系統內存和CPU，讓數據訪問速度更快，訪問延遲更短，系統開銷更小。提升AI訓練效率的同時，也降低了訓練成本。
近來，雙方合作又引入篆芯半導體。在大規模云數據中心的部署中，智能網絡將海量DPU和AI加速芯片進行融合，形成了大規模高效能的AI算網融合平臺。這其中涉及到各種傳輸協議功能，以及新一代云數據中心需求的新數據中心傳輸協議（NDP - New Datacenter Protocol）。
引入篆芯半導體的意義正在于此，該公司提供的智能網絡交換機芯片可以支持傳統的傳輸協議功能和新數據中心傳輸協議，也支持NDP。通過將傳統協議的歷史包袱去除（如TCP的慢啟動，會話的建立及拆除），在網絡擁塞的情形下提供高效的告警及緩解機制，進而降低整體交互時延，提高整體應用的有效性。有業內人士認為，三方合作目標在于提供低延時、大規模、高效能的AI算網融合體驗，帶來更高效的端到端整體解決方案。
新華三AI服務器
搭載天數智芯加速卡開售
進入3月，GPGPU 供應商天數智芯宣布，新華三主流 AI 服務器搭載其天垓 100 加速卡，并正式在官網對外銷售。據了解，天數智芯已陸續與國內主要服務器廠商完成天垓100產品的引入并進入其供應商目錄，主流服務器廠商近期將會陸續發布搭載天垓100的服務器產品進行銷售。
據官方消息，天數智芯希望憑借計算、圖形、AI一體化技術，將自身芯片成果與新華三產品服務融合創新，共同推進算力的突破性提升，助力智算中心建設。
摩爾線程攜手Ampere
加速云計算應用
4月以來，宣布合作的還有摩爾線程和Ampere Computing，基于Ampere Altra系列云原生CPU和摩爾線程全功能GPU，雙方將共同打造Arm CPU+GPU硬件參考平臺，為云手機、云游戲等應用提供支撐。
圖片
云游戲也被稱為GaaS (Game as a Service)，將游戲體驗變成服務提供給用戶，解決了用戶不斷購買或升級終端的困擾。而云手機是指依托公有云和Arm虛擬化技術，將手機上的所有應用都轉移至云端，原本需要手機終端提供的計算、存儲等能力，都改由云端的服務器來提供，打破手機本身的性能瓶頸，隨需應用。
這兩個領域對云端的算力、虛擬化技術、音視頻編解碼加速、5G網絡、邊緣節點計算等都有很高的要求。摩爾線程全功能GPU與Ampere云原生處理器，希望通過融合的通用算力平臺，進一步突破算力瓶頸，并在云端的性能、能效和靈活的擴展性方面進一步提升。
新“AI計算”時代來臨
算力基礎設施的更新換代，一方面會降低數據的傳輸成本，導致更多的數據被收集，產生更大的算力需求；另一方面，算力的密度將會越來越高，系統性能越來越強，部署成本也將越來越可控，這是未來算力設施升級的兩個方向。
IDC最新發布的《中國半年度加速計算市場（2021下半年）跟蹤》報告顯示，2021年加速服務器市場規模達到53.9億美元，同比增長68.6%。其中，GPU服務器依然以近90%的市場份額占據主導地位。
市場升級是大趨勢，半導體產業也在持續成長中?；仡?020年上半年的報告可以看到，當時GPU服務器的市場份額是93.4%。短短兩年時間，英偉達GPU占據絕對主導地位的加速計算市場，正在被越來越多的后入局者蠶食。非GPU服務器份額在不斷擴大，2021下半年，NPU、ASIC和FPGA等加速服務器以43.8%的增速占據了11.6%的市場份額，達到6.3億美元。
芯片種類多，更新迭代快，市場上已出現了數十個專門為AI制造的處理器和加速芯片，包括傳統的芯片領導者和初創企業都在積極創新。2021年，中國加速卡超過80萬片的出貨量中，其中英偉達占據超過80%的市場份額。此外還包括了AMD、百度、寒武紀、燧原科技、新華三、華為、Intel和賽靈思等。
IDC中國AI基礎架構分析師杜昀龍認為：“人工智能芯片在未來幾年仍然處于高速發展時期，面對不斷增長的市場需求，各類專門針對人工智能應用的設計理念和架構不斷涌現——部署位置已經從本地向邊緣和云上發散。”
AI算法多種多樣，往往各有優劣，只有在特定的場景下才能發揮作用。杜昀龍認為，在這樣的背景下，廠商需明確自己所擅長的領域，找準細分賽道，為用戶提供靈活的部署方案，完善服務體系，從而在激烈的競爭中占有一席之地。
最終，落地的核心點在于所能提供的算力性價比和應用生態。
寫在最后
隨著應用場景逐漸成熟，AI在各行各業的滲透逐漸深入，不論部署在云端還是邊緣，各種專用功能越來越清晰。芯片廠商之間加強合作，甚至是跨越產業鏈上下游的合作，正是產業AI化加速發展的信號。
不過，芯片研發投入大、產品周期長，需長期培育和打造生態鏈，這對于廠商的技術能力、市場化能力、管理能力等都是很大的考驗。寒武紀就是AI芯片企業艱難開拓市場的一個剖面，他是開拓者，也是不計成本的執著者。
但是，是不是所有的從業者都可以這樣“不計成本”地堅持下去？這些競相入局的后來者們，后續的表現會怎樣？期待市場交出一份滿意的答卷。
