a ia impulsiona o crescimento da demanda por cpu, e os principais fabricantes nacionais têm um enorme espaço para crescimento
2024-10-01
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
na amplamente discutida base de poder de computação de ia, seja "cpu + gpu e outras placas aceleradoras" na nuvem ou "cpu + gpu + npu" no lado do dispositivo, a cpu é indispensável.
cpu, ou unidade central de processamento, geralmente é composta por uma unidade de controle, uma unidade lógica aritmética (alu) e registros. é responsável pela leitura, decodificação e execução de instruções. possui altos requisitos em tecnologia de p&d e construção ecológica, e possui altos requisitos. requisitos sobre o desempenho do computador e a eficiência operacional têm uma influência importante.
como centro de computação e controle de computadores, sob a onda de desenvolvimento da ia, a indústria de cpu de computador do meu país entrou na "via rápida": a construção de centros de computação inteligentes aumentou a demanda por servidores, e a atualização de aipcs também está impulsionando a demanda crescimento.
comparado com a gpu, o desenvolvimento da cpu doméstica é mais maduro. de acordo com dados do toubao research institute, a taxa de localização de cpu da china será de 30% a 40% em 2022. ao mesmo tempo, a taxa de localização de cpu da china ainda está a aumentar. na recente aquisição centralizada pelos operadores, a proporção de cpus produzidas internamente está perto de 70%.
a explosão da ia aumentou a demanda de cpu
com o rápido desenvolvimento de grandes modelos, a demanda por poder de computação inteligente explodiu e o crescimento nas remessas de servidores de ia impulsionou a demanda por cpus em nuvem. como componente principal do servidor, o desempenho e o consumo de energia da cpu afetam diretamente o desempenho geral do servidor.
os dados da techinsights mostram que, até 2028, o mercado global de servidores atingirá us$ 273 bilhões, com uma taxa composta de crescimento anual de 18%. os servidores projetados para aplicações de ia representarão 59% da participação de mercado, com uma taxa composta de crescimento anual de 49%. %. em termos do mercado chinês, a idc prevê que o mercado de servidores de ia da china atingirá 9,1 mil milhões de dólares em 2023, um crescimento anual de 82,5% e atingirá 13,4 mil milhões de dólares em 2027, com uma taxa média anual de crescimento composta de; 21,8%.
no mercado de pcs, 2024 é reconhecido como o primeiro ano do aipc, e espera-se que o aipc impulsione uma nova onda de substituições. a indústria acredita que o desenvolvimento atual do aipc é semelhante ao desenvolvimento dos primeiros sistemas windows e espera-se que repita o sucesso dos primeiros sistemas windows no futuro.
canalys prevê que as remessas globais de pcs em 2023 serão de 249 milhões de unidades, uma redução anual de 12,4%. as remessas de pcs em 2024 deverão ser de 267 milhões de unidades, um aumento anual de 7,6%. em 2024 serão cerca de 20 milhões, e em 2027 60% dos computadores terão capacidades de processamento de ia, e as remessas excederão 175 milhões de unidades em 2027.
impulsionada por servidores de ia e aipc, a demanda por cpu também crescerá rapidamente. de acordo com dados do toubao research institute, o tamanho do mercado de cpu de computador da china cresceu de forma constante e rápida a uma taxa média de crescimento de 6,91% de 2019 a 2021, e espera-se que atinja 510,949 bilhões de yuans até 2027.
a onda de ia desencadeada por modelos grandes não apenas impulsiona o crescimento da demanda por cpus, mas também apresenta requisitos mais elevados para funções de cpu.
"muitas aplicações de ia podem realmente ser calculadas usando diferentes unidades de processamento xpu. a programação da cpu é mais flexível e a aceleração do operador pode ser processada por meio de um compilador geral. é mais versátil e flexível do que o npu zhou xixin, gerente geral de estratégia ecológica da npu." xixin technology jie disse ao china business news: "por exemplo, nossa cpu armv9 inclui aceleração de instrução de extensão vetorial, que pode ajudar melhor a executar grandes modelos de linguagem no lado do dispositivo. a última série do iphone 16 também atualizou a cpu, incluindo aceleração de instrução de operação de matriz , para oferecer melhor suporte aos aplicativos apple intelligence baseados em cpu."
zhou jie disse que, no futuro, esta tecnologia central continuará a inovar em produtos de cpu, fornecer recursos de processamento vetorial e matricial mais poderosos e combinar os recursos de processamento heterogêneo de gpu e npu para atender com mais eficiência às necessidades crescentes de grandes modelos de linguagem e linguagens multimodais de grande escala e outros requisitos de poder de computação de ia final.
a batalha pela arquitetura do conjunto de instruções
a arquitetura do chip é a base para projetar e construir microprocessadores ou outros circuitos integrados e define características-chave como a estrutura organizacional do chip, unidades funcionais, fluxo de dados e conjunto de instruções. a arquitetura do conjunto de instruções é o projeto de nível superior na arquitetura do chip. ela define o conjunto de todas as instruções que podem ser executadas pelo hardware do computador. é a parte central do projeto do sistema de computador e tem um impacto importante no software da camada superior. e hardware de camada inferior.
de acordo com diferentes princípios de design, as arquiteturas de conjuntos de instruções são divididas principalmente em dois campos: computação de conjuntos de instruções complexas (cisc) e computação de conjuntos de instruções reduzidas (risc), das quais derivam arquiteturas de conjuntos de instruções como x86, arm e risc-v.
o x86 foi lançado pela intel e é um design cisc. possui um rico conjunto de instruções e suporta vários modos de endereçamento e operações complexas. atualmente, os processadores equipados com o conjunto de instruções da arquitetura x86 são utilizados principalmente em pcs e servidores. como a intel controla estritamente o licenciamento de patentes, o mercado x86 é basicamente monopolizado pela intel.
no mercado de servidores, x86 é a arquitetura principal para cpus. de acordo com dados da idc, a participação de mercado de servidores de arquitetura x86 será de 88% em 2023, e as remessas do mercado de servidores x86 da china serão de 3,62 milhões de unidades, e espera-se que cresça 5,7% em 2024.
a arquitetura arm é baseada no design risc. a microarquitetura ip central do arm tem uma variedade de opções, o design é simplificado e confiável e tem um bom desempenho na área de baixo consumo de energia. o modelo de negócios da arm se concentra no licenciamento da arquitetura central do processador, em vez de projetar e fabricar chips diretamente. portanto, seu status neutro permite que a arm promova amplamente o ecossistema por meio de licenciamento. é relatado que a arquitetura arm é atualmente amplamente utilizada no campo da inteligência móvel representada por chips de terminais móveis (telefones celulares, tablets, etc.), decodificadores, vigilância por vídeo, etc.
no geral, os servidores em nuvem atualmente usam principalmente a arquitetura x86, e o lado da borda usa a arquitetura arm. no entanto, o cenário também vem mudando nos últimos anos, e a arquitetura arm penetrou gradualmente no campo dos servidores. "agora, muitos fabricantes de internet em todo o mundo começaram a usar a arquitetura arm para projetar seus próprios chips de servidor, como amazon, google, microsoft, etc., bem como o doméstico alibaba, disse zhou jie ao china business news." além disso, o aipc está equipado com npu e a arquitetura arm pode ter mais vantagens. o ceo da arm, rene haas, disse na computex 2024 que a arm espera capturar mais de 50% do mercado de pcs com windows dentro de cinco anos.
a arquitetura aberta de conjunto de instruções reduzidas risc-v também começou a crescer nos últimos anos. risc-v é totalmente de código aberto e adota o protocolo bsd solto. as empresas podem usá-lo de forma totalmente gratuita e gratuita. ele também permite que as empresas adicionem seus próprios conjuntos de instruções sem precisar compartilhá-los abertamente para apoiar o desenvolvimento diferenciado. a arquitetura é simples, curta e concisa, e diferentes partes podem ser usadas. ela pode ser composta de maneira modular para atender a vários cenários de aplicação por meio de uma arquitetura unificada. entende-se que muitas start-ups nacionais estão atualmente começando a usar risc-v para design de chips. o grupo shd prevê que a receita de soc baseada em risc-v deverá atingir us$ 92 bilhões em 2030, com uma taxa composta de crescimento anual de 47% de 2021 a 2030.
"a arquitetura risc-v é atualmente mais usada em alguns cenários fixos, como dispositivos iot, mas seu suporte para a ecologia geral, como campos de pc e servidores, requer mais investimento em recursos e suporte de p&d."
além disso, algumas empresas desenvolveram seus próprios conjuntos de instruções. loongson zhongke (688047.sh) anunciou em 2023 que desenvolveu de forma independente a arquitetura loong arch com direitos de propriedade completamente independentes baseados na arquitetura mips. sunway desenvolveu a arquitetura sw64 baseada na arquitetura alpha.
"a ecologia é uma questão muito importante. a ecologia do x86 é sem dúvida a mais madura, e a ecologia da arquitetura arm está se tornando cada vez mais madura." arquitetura desenvolvida terá certas vantagens. se você precisar apoiar um ecossistema mais universal, toda a cadeia da indústria exigirá muito investimento. por exemplo, cada fabricante de software precisará se adaptar à arquitetura autodesenvolvida e executar o software relacionado. otimização.”
comparação de seis principais fabricantes convencionais
olhando para a estrutura do mercado, a intel e a amd lideram atualmente o mercado geral de cpu.
de acordo com um relatório da agência de rastreamento de mercado de cpu mercury research, no segundo trimestre de 2024, a intel respondia por 78,9% da participação de mercado no mercado de pcs, e a amd representava 21,1% no mercado de cpu para servidores, a intel respondia por 75,9; % da participação de mercado, e a amd representou 21,1%.
no mercado interno, os fabricantes nacionais de cpu estão divididos em três grandes escolas: uma é autodesenvolvida, como loongson e sunway mencionada acima; a outra é arm, como feiteng, subsidiária da china great wall (000066.sz), e huawei hisilicon usam arquitetura arm; o terceiro é shanghai zhaoxin e haiguang information (688041.sh), ambos usam a arquitetura x86.
à medida que xinchhuang continua a avançar, as cpus domésticas podem ganhar maior espaço para crescimento. os dados da canalys mostram que as compras de pcs pelo governo chinês e pelos departamentos de educação atingirão 2,72 milhões de unidades em 2023, representando 6% das remessas nacionais. em março de 2024, a rede de compras do governo central emitiu um comunicado afirmando que, na compra de computadores, os requisitos de avaliação de segurança e confiabilidade da cpu e do sistema operacional deveriam ser incluídos nos requisitos de aquisição. a canalys acredita que as seis empresas acima são todas marcas que atendem às condições para cpus nacionais constantes do edital.
"a indústria está trabalhando duro para promover o desenvolvimento de processos de fabricação avançados e ferramentas eda upstream, que têm um grande impacto na competitividade dos produtos de chips." zhou jie disse: "com base no status atual da indústria nacional, não é grande coisa." problema para projetar um chip. a chave é como produzi-lo depois de projetado e como construir um bom ecossistema para ajudar os desenvolvedores e usuários finais a usá-lo melhor.
(este artigo vem do china business news)
