Blackwell ir už jos ribų: AI aparatūros pagreičio naujos eros žemėlapis

• Rinkos apžvalga: besikeičiančios AI aparatūros dinamikos
• Technologijų tendencijos: inovacijos, skatinančios pagreitį
• Konkuruojanti aplinka: pagrindiniai žaidėjai ir strateginiai žingsniai
• Augimo prognozės: AI aparatūros plėtros prognozės
• Regioninė analizė: pasauliniai karštieji taškai ir investicijų modeliai
• Ateities perspektyvos: AI pagreičio evoliucijos numatymas
• Iššūkiai ir galimybės: rizikų navigavimas ir potencialo atskleidimas
• Šaltiniai ir nuorodos

“NVIDIA Blackwell yra naujausia įmonės GPU architektūra, pakeičianti 2022 m. Hopper (H100) ir 2020 m. Ampere (A100) architektūras nvidianews.nvidia.com cudocompute.com.” (šaltinis)

Rinkos apžvalga: besikeičiančios AI aparatūros dinamikos

AI aparatūros pagreičio rinka sparčiai keičiasi, nes didėja paklausa didelio našumo kompiuteriams generatyviame AI, didžiųjų kalbų modeliuose ir krašto programose. NVIDIA neseniai pristatė Blackwell GPU architektūrą 2024 m. kovo mėnesį, kas žymi reikšmingą šios evoliucijos šuolį. Blackwell platforma, kurioje yra B200 GPU ir GB200 Grace Blackwell Superchip, žada iki 20 petaflopų FP4 našumo ir 208 milijardus tranzistorių, leidžiančių treniruoti trilijono parametrų modelius su pagerinta energijos efektyvumu (NVIDIA).

Blackwell pristatymas tikimasi sustiprins NVIDIA dominavimą, nes įmonė šiuo metu kontroliuoja daugiau nei 80% AI mikroschemų rinkos (CNBC). Tačiau konkurencinė aplinka intensyvėja. AMD MI300X akseleratoriai, pristatyti 2023 m. pabaigoje, sulaukia populiarumo tarp hiperskalerių, tokių kaip Microsoft ir Meta, siūlydami iki 192GB HBM3 atminties ir konkurencingą našumą wattui (AMD). Tuo tarpu Intel Gaudi 3 AI akseleratorius, paskelbtas 2024 m. balandžio mėn., teigia, kad turi 50% geresnį inferencijos našumą nei NVIDIA H100 tam tikruose darbo krūviuose (Intel).

Be GPU, specializuoti silikonai keičiantys rinką. Google TPU v5p, Amazon Trainium2 ir Microsoft Maia AI akseleratoriai yra pritaikyti hiperscalerių AI, siūlantys kainų ir energijos pranašumus tam tikriems darbo krūviams (Data Center Dynamics). Atvirutos aparatūros, tokios kaip RISC-V pagrindu sukurti akseleratoriai, ir naujokai, tokie kaip Cerebras ir Graphcore, dar labiau diversifikuoja ekosistemą.

Žvelgiant į ateitį, AI aparatūros pagreičio ateitis bus apibrėžta:

• Heterogeninės architektūros: CPU, GPU, FPGA ir specializuoti ASIC derinimas optimizuotam našumui.
• Atminties ir tarpusavio ryšio inovacijos: Tokios technologijos kaip HBM4, CXL ir NVLink yra kritinės modelių dydžių ir našumo didinimui.
• Energijos efektyvumas: Augant AI modeliams, energijos suvartojimas yra pagrindinė apribojimas, skatinantis paklausą efektyvesniems akseleratoriams.
• Krašto AI: Specializuoti lustai, skirti inferencijai įrenginiuose, plečiasi, leidžiančiai realaus laiko AI išmaniuosiuose telefonuose, transporto priemonėse ir IoT įrenginiuose.

Apibendrinant, nors Blackwell nustato naują standartą, AI aparatūros pagreičio rinka yra pasirengusi tolesniam sutrikimui, kai atsiranda nauji žaidėjai, architektūros ir naudojimo atvejai, formuojantys naują intelektualiosios kompiuterijos erą.

Technologijų tendencijos: inovacijos, skatinančios pagreitį

AI aparatūros pagreičio kraštovaizdis sparčiai keičiasi, o NVIDIA Blackwell architektūra žymi reikšmingą pažangą ir nustato pagrindą būsimoms inovacijoms. Pristatyta 2024 m. kovo mėnesį, Blackwell GPU architektūra yra sukurta siekiant pateikti precedento neturintį našumą generatyviam AI, didiesiems kalbų modeliams ir didelio našumo kompiuterių darbo krūviams. Pavyzdžiui, vėliavnešis B200 GPU turi iki 20 petaflopų AI našumo ir 208 milijardus tranzistorių, todėl tai yra galingiausias AI lustas pasaulyje iki šiol (NVIDIA).

Blackwell pažanga neapsiriboja tik nesukontroliuojamu skaičiavimo galia. Architektūra pristato naujas funkcijas, tokias kaip antrosios kartos Transformer Engine, pažangūs NVLink tarpusavio ryšiai ir patobulinta saugumo su konfidencialiu kompiuteriu. Šios inovacijos leidžia greitesnį treniravimą ir inferenciją modeliams su trilijonais parametrų, tuo pat metu gerinant energijos efektyvumą—kritinis veiksnys, kai duomenų centrai susiduria su augančiais energijos poreikiais (AnandTech).

Žvelgiant už Blackwell, AI aparatūros pagreičio ateitį formuoja keli svarbūs trendai:

• Specializuoti AI lustai: Tokios įmonės kaip Google (TPU v5p), AMD (MI300X) ir Intel (Gaudi3) kuria srities specifinius akseleratorius, kad konkuruotų su NVIDIA, kiekvienas orientuotas į unikalius AI darbo krūvius ir siūlančius alternatyvas diversifikuotoje rinkoje (Tom's Hardware).
• Chiplet architektūros: Moduliniai mikroschemų dizainai, kaip matyti Blackwell, leidžia didesnį didinimą ir lankstumą, leidžiant gamintojams derinti ir derinti komponentus, kad pasiektų optimalų našumą ir kainų efektyvumą.
• Energijos efektyvumas: Augant AI modeliams, auga ir jų energijos pėdsakas. Inovacijos vėsinimo, energijos valdymo ir mažos nurodymo skaičiavimo srityse vis labiau tampa centriniu aparatūros dizaino aspektu (Data Center Dynamics).
• Krašto AI pagreitis: Su AI plitimu krašte nauja aparatura kuriama, kad kaip galima arčiau duomenų šaltinių atneštų inferencijos galimybes, mažinant vėlinimą ir juostos reikalavimus.

Apibendrinant, Blackwell atstovauja svarbiam momentui AI aparatinėje įrangoje, tačiau pagreičio lenktynės tik prasideda. Kitas inovacijų banga bus orientuota į specializaciją, modulinį dizainą ir tvarumą, užtikrinant, kad AI aparatinė įranga laikytųsi AI modelių ir programų eksponentinio augimo.

Konkuruojanti aplinka: pagrindiniai žaidėjai ir strateginiai žingsniai

Aptakaus AI aparatūros pagreičio aplinka sparčiai vystosi, o NVIDIA Blackwell architektūra nustato naują našumo ir efektyvumo standartą. Pristatyta 2024 m. kovo mėnesį, Blackwell GPU platforma—su B200 ir GB200 mikroschemomis—siūlo iki 20 petaflopų FP4 skaičiavimo ir 208 milijardus tranzistorių, orientuota į didelio masto generatyvų AI ir LLM darbo krūvius (Nvidia). NVIDIA dominavimą stiprina jos tvirta programinės įrangos ekosistema (CUDA, TensorRT) ir gilus integravimas su hiperskalieriais, tokiais kaip AWS, Google Cloud ir Microsoft Azure.

Tačiau AI aparatūros pagreičio rinka nėra statiška. AMD su MI300X akseleratoriumi pozicionuoja save kaip stiprų alternatyvą, turinčią 192GB HBM3 atminties ir konkurencingas našumo watt’ui metrikas (AMD). Atviro ROCm programinės įrangos rinkinys ir partnerystės su pagrindinėmis debesų paslaugų teikėjais padeda įmonei įgauti populiarumą, ypač tarp verslo klientų, ieškančių tiekėjų įvairovės.

Intel taip pat intensyvina savo pastangas su Gaudi3 AI akseleratoriumi, pristatytu 2024 m. balandžio mėnesį. Gaudi3 teigia turintis iki 50% geresnį inferencijos našumą nei NVIDIA H100 tam tikruose LLM standartuose, o Intel pasinaudoja savo gamybos mastu ir atvira programinės įrangos strategija, kad pritrauktų debesų ir verslo klientus (Intel).

Be „didžiosios trijulės”, specializuoti naujokai ir hiperskalieriai formuoja AI aparatūros ateitį:

• Google toliau iteruoja savo TPU architektūrą, su TPU v5e ir v5p orientuojantis tiek į treniruotę, tiek į inferenciją dideliu mastu (Google Cloud).
• Amazon investuoja į specializuotą silikoną, tokį kaip Trainium ir Inferentia, kad optimizuotų kainą ir našumą AWS klientams (AWS).
• Naujokai, tokie kaip Cerebras ir Graphcore, stumia ribas su wafer-scale ir IPU pagrindu sukurtais dizainais, atitinkamai orientuotais į nišinius darbo krūvius ir tyrimų programas.

Žvelgdami į ateitį, AI aparatūros pagreičio ateitį apibrėš heterogeninės architektūros, glaudesnis aparatūros ir programinės įrangos bendrai kūrimas bei varžybos, siekiant paremti vis didesnius modelius. Kai Blackwell nustato naują standartą, konkurentai pagreitina savo planus, užtikrindami dinamišką ir inovatyvią rinką ateinančiais metais.

Augimo prognozės: AI aparatūros plėtros prognozės

AI aparatūros pagreičio ateitis greičiausiai bus reikšmingai transformuota, dėl NVIDIA Blackwell architektūros pristatymo ir numatytų naujovių, kurios ją seks. Blackwell, pristatytas 2024 m. kovo mėnesį, žymi pažangą našume ir efektyvume, orientuodamas į didelio masto AI darbo krūvius, tokius kaip generatyvus AI, dideli kalbų modeliai ir moksliniai skaičiavimai. Pasak NVIDIA, Blackwell GPU siūlo iki 20 petaflopų FP4 AI našumo ir turi antrosios kartos Transformer engines, leidžiančius greitesnį ir energijos efektyvesnį treniravimą bei inferenciją (NVIDIA Blackwell).

Rinkos analitikai prognozuoja stiprų augimą AI aparatūros sektoriuje. Pasak Gartner, pasaulinės puslaidininkių pajamos turėtų pasiekti 624 milijardus dolerių 2024 m., o AI akseleratoriai turėtų būti pagrindinis augimo variklis. AI aparatūros rinka, apimanti GPU, TPU ir specializuotus akseleratorius, prognozuojama, kad augs 37% sudėtine metine augimo norma (CAGR) nuo 2023 iki 2030 metų, iki dešimtmečio pabaigos pasiekdama 263 milijardus dolerių (Grand View Research).

Be Blackwell, pramonė ruošiasi dar daugiau pažangių architektūrų. NVIDIA jau užsiminė apie savo kitą kartos Rubin platformą, kuri turėtų pasirodyti 2025 m., o tai dar labiau stums AI modelių dydžio ir sudėtingumo ribas (Tom’s Hardware). Tuo tarpu konkurentai, tokie kaip AMD ir Intel, pagreitina savo AI aparatūros planus, AMD MI300 serija ir Intel Gaudi3 lustai turi panašias aukštos našumo AI darbo krūvių tikslus (AnandTech).

• Duomenų centro paklausa: Hiperskalieriai ir debesų paslaugų teikėjai sparčiai plečia savo AI infrastruktūrą, su kapitalo išlaidomis AI aparatūrai, prognozuojamomis virš 200 milijardų dolerių iki 2027 m. (Bloomberg).
• Krašto AI pagreitis: Augimas neapsiriboja duomenų centrais; krašto įrenginiai ir autonominės sistemos vis dažniau naudoja specializuotus AI akseleratorius realaus laiko apdorojimui (MarketsandMarkets).

Apibendrinant, AI aparatūros pagreičio rinka pereina į naują erą, o Blackwell nustato ramstį eksponentiniam augimui ir inovacijoms. Kitas architektūrų banga žada dar didesnį našumą, efektyvumą ir gebėjimą plėstis, užtikrinant, kad AI aparatinė įranga išlieka esmine ateities technologinių proveržių galimybe.

Regioninė analizė: pasauliniai karštieji taškai ir investicijų modeliai

Pasaulinis AI aparatūros pagreičio kraštovaizdis sparčiai keičiasi, o NVIDIA Blackwell architektūra nustato naują standartą ir skatina investicijas bei inovacijas pagrindinėse regionuose. Augant AI darbo krūviams, kurių sudėtingumas ir mastas auga, paklausa didelio našumo akseleratoriams sparčiai augo, formuojant regioninius karštuosius taškus ir investicijų srautus.

• Šiaurės Amerika: Jungtinės Valstijos išlieka AI aparatūros inovacijų ir diegimo epicentru. NVIDIA Blackwell platforma, pristatyta 2024 m., greitai priimama hiperskalerių, tokių kaip Microsoft, Google ir Amazon. Pasak Statista, Šiaurės Amerika sudarė daugiau nei 40% 23,5 milijardų dolerių pasaulinės AI aparatūros rinkos 2023 m., prognozuodama išlaikyti dominavimą iki 2027 m.
• Azijos ir Ramiojo vandenyno regionas: Kinija ir Taivanas tampa svarbiais žaidėjais, tiek gamyboje, tiek diegime. Kinijos technologijų gigantai, tokie kaip Alibaba ir Baidu, intensyviai investuoja į vietinės AI mikroschemų plėtrą, kad sumažintų priklausomybę nuo JAV technologijų, skatinami eksporto kontrolės. Taivano TSMC išlieka pasauline lyderyste pažangiai AI mikroschemoms, įskaitant tas, kurios maitinasi Blackwell GPU (TSMC). Azijos ir Ramiojo vandenyno regionas turėtų matyti 35% CAGR AI aparatūros investicijose iki 2028 m. (Mordor Intelligence).
• Europa: ES didina pastangas kurti suverenią AI infrastruktūrą, su iniciatyvomis, tokiomis kaip Europos procesoriai iniciatyva ir padidėjęs finansavimas puslaidininkių tyrimams. Nors atsilikusi nuo JAV ir Kinijos mastu, Europa koncentruojasi į energiją taupančius AI akseleratorius ir krašto kompiuteriją (Europos Komisija).

Žvelgdami už Blackwell, varžybos dėl naujos kartos AI aparatūros intensyvėja. Naujokai ir įsitvirtinusios įmonės tiria alternatyvas, tokias kaip specializuoti ASIC, fotoninės akseleratoriai ir neuromorfiniai lustai. Rizikos kapitalo investicijos į AI aparatūros startuolius 2023 m. pasiekė 6,1 milijardo dolerių visame pasaulyje (CB Insights), signalizuodamos tvirtą pasitikėjimą sektoriaus ateitimi. Kai AI modeliai tampa vis didesni, regioninė konkurencija ir bendradarbiavimas formuos naują banga aparatūros pagreičio proveržių.

Ateities perspektyvos: AI pagreičio evoliucijos numatymas

AI aparatūros pagreičio ateitis greičiausiai išgyvens transformacinį augimą, o NVIDIA Blackwell architektūra žymi reikšmingą etapą ir nustato pagrindą dar pažangesnėms sprendimams. Pristatyta 2024 m. kovo mėnesį, Blackwell GPU platforma skirta pasiūlyti iki 20 petaflopų AI našumo, kas leidžia trilijono parametrų modeliams ir realaus laiko generatyviam AI programoms (NVIDIA Blackwell). Ši architektūra pristato inovacijas, tokias kaip antrosios kartos Transformer engine, pažangūs NVLink tarpusavio ryšiai ir patobulinta energijos efektyvumas, atsakydama į vis didėjančius didžiųjų kalbų modelių (LLM) ir generatyvaus AI skaičiavimo reikalavimus.

Žvelgdama už Blackwell, AI aparatūros rinka tikimasi diversifikuoti ir intensyvėti. NVIDIA jau užsiminė apie savo kitą kartos Rubin architektūrą, kurios prognozuojama išleidimo 2025 m., kuri turėtų dar labiau stumti ribas dėl našumo ir efektyvumo (Tom's Hardware). Tuo tarpu konkurentai, tokie kaip AMD ir Intel, pagreitina savo AI orientuotų aparatūros planus. AMD MI300 serija ir Intel Gaudi akseleratoriai pasiekia populiarumą hiperskaliniuose duomenų centruose, siūlydami alternatyvias architektūras ir skatindami konkurencingesnę ekosistemą (AnandTech).

Specializuoti AI lustai, tokie kaip Google TPU v5p ir specializuotas silikonas iš debesų paslaugų teikėjų, tokių kaip AWS Trainium, taip pat formuoja ateitį optimizuodami konkretiems darbo krūviams ir gerindami kainų našumo santykius (Google Cloud). Atviros aparatūros iniciatyvų kilimas ir chiplet pagrindu sukurti dizainai, atrodo, dar labiau demokratizuos prieigą prie didelio našumo AI pagreičio (The Next Platform).

• Energijos efektyvumas: Ateities akseleratoriai prioritetizuos tvarumą, su inovacijomis vėsinimo, energijos valdymo ir silikono dizaino srityse, kad sumažintų poveikį aplinkai.
• Galimybė plėstis: Modulinės ir kompozicinės architektūros leidžia lengvą plėtrą nuo krašto įrenginių iki eksaskalės duomenų centrų.
• Specializacija: Sritims specifiniai akseleratoriai plečiasi, orientuodami į programas nuo robotikos iki sveikatos priežiūros ir autonominių transporto priemonių.

Apibendrinant, po Blackwell eros bus apibrėžiamas greitas inovacijų tempas, didesnė konkurencija ir perėjimas link tvaresnių, plėstinių ir specializuotų AI aparatinės įrangos sprendimų, fundamentaliai transformuojančių AI pagreičio kraštovaizdį per ateinantį dešimtmetį.

Iššūkiai ir galimybės: rizikų navigavimas ir potencialo atskleidimas

AI aparatūros pagreičio aplinka sparčiai keičiasi, o NVIDIA Blackwell architektūra žymi reikšmingą etapą. Tačiau, kai pramonė pažvelgia už Blackwell, tiek iššūkiai, tiek galimybės kyla aparatūros tiekėjams, debesų paslaugų teikėjams ir įmonėms, siekiančioms pasinaudoti naujos kartos AI galimybėmis.

• Augantys našumo reikalavimai: Blackwell platforma, pristatyta 2024 m., teikia iki 20 petaflopų FP4 AI našumo ir palaiko trilijono parametrų modelius (NVIDIA). Tačiau AI modelių augimo tempas—pavyzdžiu, tokiais modeliais kaip GPT-4 ir Gemini—tęsiama viršyti aparatūros pažangą, spaudžiant tiekėjus inovuoti atminties juostos, tarpusavio ryšių ir energijos efektyvumo srityse.
• Šaltinių valdymo ir kaštų apribojimai: Padidėjusi paklausa pažangiems GPU sukėlė nuolatinius tiekimo trūkumus ir įtemptus kaštus. Blackwell lustai, gaminami TSMC 4NP procese, susiduria su intensyvia konkurencija dėl gamybos pajėgumų (Tom's Hardware). Šis butelio kaklelis kelia iššūkių tiek hiperskalieriams, tiek naujokams užtikrinti pakankamai aparatūros dideliam AI mokymui ir inferencijai.
• Energijos ir tvarumo problemos: Augant AI darbo krūviams, auga jų energijos pėdsakas. Blackwell nauji NVLink ir Transformer Engine tikslas yra gerinti efektyvumą, tačiau pramonė turi toliau spręsti duomenų centrų energijos suvartojimą ir vėsinimo problemas (Data Center Dynamics).
• Galimybės pritaikant ir konkurencijoje: NVIDIA dominavimas yra iššūkis specializuoto silikono iš hiperskalierų (pvz., Google TPU v5e, AWS Trainium) ir naujokų (pvz., Cerebras, Graphcore) dėka. Šios alternatyvos siūlo diferencijuotą našumą, kainą ir energijos profilius, skatindamos diversifikuotą ir konkurencingą ekosistemą (The Next Platform).
• Programinės įrangos ir ekosistemos brandumas: Aparatinės įrangos pažangos turi būti suporuotos su stipria programinės įrangos ekosistema. NVIDIA CUDA ir AI sistemos išlieka pramonės standartais, tačiau atvirojo kodo iniciatyvos ir kryžmino tiekėjų suderinamumo palaikymas laimi populiarumą, sumažindami barjerus naujiems dalyvams ir pagreitindami inovacijas.

Apibendrinant, nors Blackwell nustato naują standartą AI aparatinėje įrangoje, ateitis bus formuojama pagal tai, kaip pramonė naviguoja tiekimo, tvarumo ir konkurencijos keliais—atskleidžiant naują potencialą AI dideliu mastu.

Šaltiniai ir nuorodos

• Blackwell ir už jos ribų: AI aparatūros pagreičio ateitis
• NVIDIA
• CNBC
• Tom's Hardware
• Google Cloud
• AWS
• Cerebras
• Graphcore
• Grand View Research
• MarketsandMarkets
• Statista
• Mordor Intelligence
• Europos Komisija
• The Next Platform