科技巨头进军定制芯片制造领域 英特尔、AMD等面临生死威胁

2020-12-21 08:25 来源: 腾讯科技 

  腾讯科技讯 12月21日,世界上几家最大的半导体公司正面临着越来越大的竞争威胁,即他们最重要的客户正为云计算和人工智能(AI)等领域量身定做自己的芯片。

  长期以来,芯片制造始终由英特尔、AMD以及英伟达等大型制造商和设计公司所主导。但现在,亚马逊、微软以及谷歌等科技巨头都加入了这场游戏,以寻求提高性能和降低成本,从而改变了行业的力量平衡,并推动传统芯片制造商做出回应,为主要客户制造更专业的芯片。

  亚马逊本月发布了一款新的芯片,该公司表示,该芯片承诺加快使用AI算法从数据中学习的速度。亚马逊已经为其云计算部门AWS设计了其他定制处理器,包括被称为CPU的计算机大脑。

  新冠肺炎疫情的爆发加速了云计算的兴起,因为公司普遍接受了使用这些远程服务器的诸多数字工具。亚马逊、微软、谷歌(Google)和其他公司在远程工作期间都享受着云计算强劲增长带来的好处。商业客户也表现出越来越大的兴趣,用以分析他们收集到的关于产品和客户的数据,这刺激了对AI工具的需求,以加强理解所有这些信息。

  谷歌是这些科技巨头中的先行者,于2016年发布了一款AI处理器,自那以来其已经多次更新了硬件。软件巨头微软是仅次于亚马逊的第二大云计算公司,也在芯片设计方面进行了投资,包括一款帮助处理AI任务的可编程芯片和另一款增强安全性的芯片。据熟悉该公司计划的人士说,微软目前还在研发一款中央处理器。

  推动科技巨头们采取行动的是半导体领域运作方式的变化,以及越来越多的人感觉到,摩尔定律正在失效。因此,公司正在寻找新的方法来勉强维持更好的性能,不总是以速度衡量,但有时会降低功耗或产生的热量。谷歌云计算部门副总裁兼工程研究员帕塔·兰加纳坦(Partha Ranganathan)说:“摩尔定律已经存在55年了,这是它第一次大幅放缓。”

  云计算巨头的庞大规模给传统芯片生产商带来了严峻挑战。过去,半导体制造商倾向于为通用用例设计高性能半导体,让客户来适应并最大限度地利用芯片。现在,最大的客户有财力推动更优化的设计。

  纽约基金管理公司方舟投资管理公司分析师詹姆斯·王(James Wang)表示:“上世纪90年代,英特尔的规模比其所有客户都大,而现在客户的规模超过了供应商。因此,这些客户有更多的资金和更多的专业知识在内部生产零部件。”

  英伟达目前是美国市值最高的芯片制造商,市值为3300亿美元,英特尔为2070亿美元。而云计算巨头亚马逊、微软和谷歌母公司Alphabet的市值均超过1万亿美元。

  芯片定制模式在某种程度上源自代工芯片制造商的崛起,这些代工芯片制造商生产由其他公司设计的半导体。这一安排帮助科技巨头避免了建造自家芯片工厂所需投入的数十亿美元成本。尤其是台积电,已经跃居芯片生产技术的前沿。

  这些变化让芯片设计公司Arm受益匪浅,该公司销售任何人在支付授权费后都可以使用的电路设计。苹果是Arm的大客户,所有制造自己芯片的大型科技公司都是如此。

  据估计,亚马逊、谷歌和微软各自在遍布全球的数据中心网络中运营着数百万台服务器,供自己使用,并出租给数百万云计算客户。在这些庞大的技术帝国中,即使是性能上的微小改进,以及供电和冷却芯片成本的微小降低,也将产生巨大影响。Facebook也在探索开发自己的芯片。

  AWS副总裁大卫·布朗(David Brown)表示,通过放弃与旧软件和大数据中心运营商不需要的英特尔芯片其他标准功能的兼容性,亚马逊可以来实现性能提升,为此自主制造处理器显然是亚马逊的最佳选择之一。

  布朗表示:“我们能够开发出针对云计算进行优化的芯片,因此我们能够去掉很多不需要的东西。”亚马逊的芯片制造努力在很大程度上是从大约五年前开始的,当时该公司收购了名为Annapurna Labs的以色列公司。

  定制芯片在消费产品中也越来越受欢迎。在从英特尔采购了15年后,苹果今年开始在Mac电脑上使用自主研发的处理器。谷歌已经在其Pixel智能手机上搭载了自己的芯片。

  芯片行业分析师林利·格温纳普(Linley Gwennap)说,到目前为止,传统芯片制造商失去的业务还不算多。他说,所有定制的、基于Arm架构的CPU所占市场份额都不到1%。他说,谷歌的AI芯片是迄今为止由科技公司设计的产量最大的处理器,至少占所有AI芯片的10%。进入数据中心的CPU绝大多数仍由英特尔提供。

  在云计算和AI芯片霸主地位的角逐中,老牌公司也没有坐以待毙。英伟达今年同意收购Arm,这将是芯片行业最大的一笔收购。负责英伟达数据中心业务的伊恩·巴克(Ian Buck)表示,该公司正在与最大的客户密切合作,以优化其芯片在硬件设置中的使用。

  英特尔说,出售给大型数据中心运营商服务器所用的中央处理器中,约有60%是根据客户的需求定制的,通常是通过关闭他们不需要的芯片功能来实现的。

  英特尔还投资了AI处理器和其他自家的专业硬件,包括去年斥资约20亿美元收购了以色列的Habana Labs。AWS最近同意将该公司的AI训练芯片放在其数据中心,因为亚马逊正在开发其竞争芯片,它认为这些芯片明年出现时会表现得更好。

  英特尔数据平台集团首席战略官雷米·瓦扎内(Remi El-Ouazzane)表示,Habana Labs在AWS的芯片可能会对英伟达带来挑战,后者长期以来始终是AI培训市场的主导企业。他表示,到2024年,AI培训业务价值将超过250亿美元。这对英特尔来说是个巨大的新机遇,这也是一个非常大的市场。

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