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三年提升百倍能效!AMD公布疯狂芯片计划:硬刚英伟达

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图源:AI Revolution

近日,在比利时举办的ITF World 2024大会上,AMD董事长兼CEO苏姿丰获得了IMEC创新大奖,以此表彰其在行业创新与领导方面的成就,大家熟悉的戈登·摩尔(提出著名的摩尔定律)和比尔·盖茨都曾经获得该大奖。



图源:tomshardware

而在获奖后的演讲中,苏姿丰透露了AMD未来三年的计划,一个充满野心的计划:AMD正在努力实现2025年将计算能效提高到2020年的30倍的计划,而在这个计划之后,还有在2027年将能效提高到100倍(相对于2020年)的目标。



图源:AMD

计算能效,简单来说就是指计算机在执行计算任务时,利用能源的有效程度,虽然在各种算力、核心数等性能参数面前,计算能效看起来不太起眼,实质上却是核心性能、功耗管理、制程工艺等技术的体现。

更高的计算能效,能够让计算机系统在运行时有着更高的效率,早在2014年,AMD就曾经设定过一个名为“25x20”的计划,希望用6年时间将AMD的处理器、显卡等产品的能效提高25倍。

这个计划的结果,就是我们现在所熟知的Zen架构和RDNA架构,凭借两个架构的出色表现,AMD在2020年不仅完成了既定的目标,还超额做到了31.77倍的能效提升。

AMD为何一直将计算能效提升作为核心目标之一?首先,我们从目前的AI运算需求出发,看看计算能效提升会带来什么?

狂奔的超级计算中心

众所周知,AI已经成为当前半导体业界最核心、最庞大的需求,这个需求正在驱动着半导体战车的车轮滚滚向前。前段时间,作为AI时代的领航者,半导体公司英伟达的市值就一度达到2.62万亿美元,甚至超过了德国所有上市公司的市值总和。

让英伟达市值暴涨的唯一原因,就是其在AI计算硬件领域的统治级实力,目前全球最顶尖的专业计算卡均出自英伟达,除了主流的H100、H200等芯片外,英伟达前段时间又发布了GB100和GB200,仅单个芯片的算力就相当于以前的一台超级计算机。



图源:英伟达

当然,强大的算力背后并不是没有代价的,H100的TDP高达700W,而最新的GB200的TDP更是高达2700W。而英伟达提供的官方方案中,单个GB200 NVL72服务器就可以搭载最高36个GB200芯片,仅芯片本身的功耗就最高可达97200W,并且不包括配套的其他硬件功耗。

这还仅仅是开始,一个超级计算中心往往由多个服务器单元组合而成,亚马逊此前就公布了一项计划,预计采购2万个GB200用来组建一个全新的服务器集群。而走在AI研究最前沿的微软和OpenAI,前段时间更是公布了一个雄心勃勃的计划——星际之门。

据悉,该计划共分为五个阶段,目的是建造一个人类历史上最大的超级计算中心,预计整个计划的投资将达到1150亿美元,建成后将需要数十亿瓦的电力支持。这座‘星际之门’建成后,仅以耗电量算就足以在全球各大城市中排名前20,更何况它还只是众多计算中心的一员而已。



实际上,早在去年开始,就有多份报告指出计算中心的耗电量正在猛增,并且一度导致美国部分城市出现电力供应不足的问题。从能源角度来说,一座发电厂从选址到建成运行,往往需要数年的时间,如果遇到环保组织的抗议,还有可能拖延更久。

在能源问题短时间内无法解决的情况下,提高计算能效就是唯一的方法,通过更高效地利用每瓦时电力来维持更大规模的AI模型训练。实际上,有人认为OpenAI的ChatGPT-5进展缓慢,很大程度上就是受限于算力规模无法大幅度提升。

苏姿丰在演讲中也提到,提高计算能效可以更好地解决能源与算力之间的矛盾,并且让超级计算中心可以被部署到更多的地方。在一些AI企业的构想中,未来每一座城市都应该拥有自己的超级AI中心,负责处理智能驾驶、城市安全等各方面的AI需求。

想要达成这个目标,同时不显著增加城市的能源负担,更高计算能效的显卡就是唯一的解决方案。而且,计算能效也直接关系到AI计算的成本,只有将AI计算的成本降到更低,大面积普及AI才可能成为现实。

AMD的疯狂计划

在英伟达的刺激下,作为在GPU领域唯一能够与英伟达抗衡的企业,AMD一直在加速推进旗下AI芯片的研发与上市进度,并先后发布了MI300、V80等多款专业运算卡。

据报道,为了能够加速AI芯片的进度,苏姿丰对GPU团队进行重组,抽调大量人员支持AI芯片的研发,以至于下一代的AMD消费级显卡发布计划受到严重影响,比如取消原定的旗舰产品发布计划,仅保留中端显卡的发布计划等。

在集中科研力量后,AMD目前的进展速度飞快,最新的MI300X在性能上已经超过英伟达的H100,大多42 petaFLOPs,并且拥有高达192GB的显存,功耗却与H100相当,仅为750W。



图源:AMD

凭借优异的计算能效,MI300X成功引起了市场的关注,微软、OpenAI、亚马逊等科技巨头都提交了采购需求,让AMD在计算领域的芯片出货量暴增。根据相关机构预测,2024年AMD的AI芯片出货量可能达到英伟达出货量的10%,并在明年增长至30%。

据苏姿丰介绍,为了能够提高芯片的计算能效,AMD研发了多项新的技术,比如2.5D/3D混合封装技术。利用这项技术,AMD可以在封装面积不变的前提下给芯片塞入更多的晶体管和内存,降低芯片与内存交换数据的消耗,有效提升每瓦时的计算性能。



图源:AMD

此外,AMD还将改进芯片架构,推出能效更高的新一代架构,预计最快将于2025年发布,并实现25x30(2025年计算能效提升30倍)的目标。不过,想要实现27x100(2027年计算能效提升100倍)的目标,还需要在诸多领域做出提升,仅靠制程工艺升级和架构升级恐怕还不太够。

不得不说,AMD的这个计划非常疯狂,一旦成功,那么AMD将有望再次与英伟达并肩而行。

那么英伟达的反应是什么?其实英伟达很早就给出了回应,早前发布的GB200就是答案,这颗史无前例的算力怪物在计算能效方面的提升同样瞩目。据英伟达的介绍,GB200的推理性能是H100的30倍,计算能效是H100的25倍(综合考虑算力、功耗等参数后的结果)。

显然,英伟达的脚步也并不慢,在接下来的3年时间里,不管AMD能否完成疯狂的百倍计划,AI芯片市场都会迎来一场革新。

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