來源：融中財經(jīng)（ID：thecapital），作者：鄭偉
AIGC熱潮帶火了大模型，也帶火了整個AI芯片賽道。不過，當中受益最多的，則是手握高性能AI芯片的英偉達。作為訓練AI用的必備硬件，英偉達的高端芯片瞬間走俏，甚至是“一卡難求”。
本周英國《金融時報》報道，為了確保在“百模大戰(zhàn)”的競爭中勝出，以百度、騰訊、阿里巴巴和字節(jié)跳動為代表的互聯(lián)網(wǎng)巨頭一口氣向英偉達下了50億美元的大單，來爭搶高性能AI芯片。實際上不止中國企業(yè)，國外的OpenAI、谷歌、META、亞馬遜等，所有搞生成式AI的企業(yè)，都極度依賴英偉達的AI芯片來訓練。
有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前，英偉達已占據(jù)全球AI計算芯片市場的80%到95%份額。絕對的市場壟斷為英偉達帶來了巨大收益。自2023年年初以來，英偉達股價已經(jīng)增長了170%。在英偉達發(fā)布了2023年第一季度財報后的短短一周內(nèi)，其股價更是飆升超過了25%。截止到5月底， 英偉達 股價一度創(chuàng)下419.38美元的歷史新高， 成為全球第一家市值超過萬億美元的芯片企業(yè)。
01 挑戰(zhàn)英偉達這家獨角獸又募了1億美金
有壟斷的地方就會有挑戰(zhàn)者出現(xiàn)。加拿大AI芯片初創(chuàng)公司Tenstorrent，便是一家勇于向巨頭發(fā)起挑戰(zhàn)的新銳企業(yè)。
Tenstorrent的AI芯片（圖片來自tomshardware.com）
路透社近日報道，Tenstorrent公司成功從現(xiàn)代汽車集團和三星的投資基金中籌集到1億美元。這筆資金將用于研發(fā)團隊的開支與投入，比如人工智能芯粒（Chiplet）的開發(fā)，及其機器學習軟件路線圖的制定。
此輪融資是Tenstorrent公司迄今為止的第7輪融資。與以往不同，本輪資金來源不是傳統(tǒng)風投機構，而是從現(xiàn)代、三星這樣的利益相關產(chǎn)業(yè)合作伙伴處募得。
本輪融資的資金分為三個部分：現(xiàn)代汽車集團3000萬美元，起亞汽車2000萬美元，剩下5000萬美元來自三星Catalyst Fund和其他投資者，包括富達風險投資、Eclipse Ventures、Epiq Capital和Maverick Capital等。
在獲得本輪融資之前，Tenstorrent就已籌集到2.345億美元，估值達10億美元，成為一家獨角獸新貴。截至目前，Tenstorrent已籌集資金總額超過了3.5億美元，最新估值有望提升至14 億美元以上。
現(xiàn)代汽車集團執(zhí)行副總裁兼全球戰(zhàn)略辦公室(GSO)負責人Heung-so Kim表示，“Tenstorrent的高增長潛力和高性能AI芯片，將幫助集團確保未來移動出行獲得有競爭力的技術。通過這項投資，集團希望開發(fā)優(yōu)化出有差異化的半導體技術，以幫助未來的智能汽車發(fā)展，同時增強人工智能技術開發(fā)的內(nèi)部能力。”
三星電子執(zhí)行副總裁兼三星半導體創(chuàng)新中心負責人Marco Chisari也指出，“Tenstorrent行業(yè)領先的技術、高管領導力和積極的路線圖促使我們共同領導這一輪融資。我們很高興有機會與Tenstorrent合作，加速人工智能和計算創(chuàng)新。”
除了對這家新銳企業(yè)的肯定外，實際上吸引到產(chǎn)業(yè)伙伴與投資方關注的，是芯片領域的傳奇人物Jim Keller的加入。
02 鋤強扶弱人送綽號硅谷游俠
對于Jim Keller，可能大多數(shù)人并未聽說過，但如果在芯片產(chǎn)業(yè)里提及他的名號，相信會被不少人視作“神”一般的存在。從業(yè)近40年的他，入職扶持過AMD、Intel、蘋果、特斯拉等科技巨頭。有業(yè)內(nèi)人士調(diào)侃，他這是為了照顧芯片產(chǎn)業(yè)的均衡發(fā)展，所以就有了“硅谷游俠”的叫法。
1984年，Jim Keller從賓西法尼亞州立大學獲得了電子工程學士學位后，便投身于芯片行業(yè)。盡管沒有讀研攻博，但卻天賦異稟靠實力在凈是高學歷人才的芯片界混的風生水起，還能在各大芯片巨頭企業(yè)間“橫著走”，成就了一代傳奇。
畢業(yè)后，Jim Keller首先加入了當時風頭正勁的DEC公司，并在那里工作了整整15年。期間，Jim Keller從一個芯片小白逐漸變成了一位能夠獨當一面的芯片架構師。他參與并主導了Alpha 21164和21264兩款處理器的設計，而這兩款處理器日后對許多架構師和設計者都產(chǎn)生了深遠影響。
在離開DEC后，Jim Keller便開啟了他開掛般的芯片設計人生。1998年，他加入了AMD，協(xié)助研發(fā)了AMD Athlon（K7）處理器，并擔任了處理器K8的架構師。通過K8架構，AMD首次具備了與Intel競爭的實力。同時，他參與了X86-64的架構設計，令AMD在技術路線上第一次超越了Intel。兩項成就使得Jim Keller聲名大噪。
1999年，Jim Keller加入了Sibyte，從事基于MIPS架構的網(wǎng)絡處理器研發(fā)，設計出1Gbit/s網(wǎng)絡接口的MIPS芯片。當時他不知道，正式MIPS架構為后來的蘋果A系列芯片奠定了基礎。2004年他離職加入了P.A. Semi。
2008年，蘋果公司收購了P.A. Semi，Jim Keller自然進入蘋果公司，并參與到蘋果自研芯片的設計中。任職期間，他主導設計了A4、A5兩代移動處理器，應用于iPhone 4/4s、iPad/ iPad2等設備，成為蘋果A系自研芯片的起點。據(jù)說喬布斯對這兩款自研芯片非常滿意。因為此前iPhone 3使用的是三星芯片，現(xiàn)在可以使用自主定制芯片對喬布斯來說是一大進步。但Jim Keller并不留戀已有成績，在蘋果A系列芯片大熱之際，選擇重回AMD。
2012年，當時AMD在PC處理器設計上又遠遠落后于Intel。Jim Keller決定重回落敗的老東家，帶領開發(fā)了代號Zen（禪）的革命性微架構。Zen架構號稱可以將AMD處理器的性能提升40%，但當時很多人并不相信，認為是夸大其詞，然而事實證明了一切。Zen成為AMD歷史上最著名的架構，一舉扭轉(zhuǎn)頹勢，幫助AMD逆襲奪回高端x86-64處理器的領先市場地位。Jim Keller也因此獲得了"Zen之父"的美譽。
2015年，Jim Keller再次功成身退，離開了AMD。而這次他將加入特斯拉，仗義相助埃隆·馬斯克。在特斯拉工作三年，他開發(fā)設計出面向自動駕駛的AI芯片——Autopilot，據(jù)說有100萬的出貨量，為特斯拉實現(xiàn)完全自動駕駛打造了硬件基礎。
2018年，面對失去芯片產(chǎn)業(yè)領先地位的Intel，Jim Keller又重新來幫他。任職高級副總裁，主導前沿探索項目NGC架構的研發(fā)，以提前布局未來十年。據(jù)稱，在Intel，他曾領導多達10000人的工程師，估計這個記錄將無人能夠打破。
時間來到2021年，英偉達正拿著A100（當時業(yè)內(nèi)最高性能AI芯片）大殺四方，沒有個敵手。不過“游俠”眼里怎容得了沙子。Jim Keller決定離開Intel搞AI芯片，于是加盟到前面所提的Tenstorrent公司，目前擔任CEO。
從履歷上看，Jim Keller從業(yè)近40年來，先后參與了Alpha、MIPS、X86、AI及ARM等不同指令集的芯片研發(fā)，可以說把主流指令集都過了一遍了。自加入Tenstorrent后，助公司在強敵環(huán)伺的AI芯片界迅速建立起口碑，并且拉到融資，相信與這位芯片設計大神的參與不無關系。
03 初生牛犢不怕虎AI芯片迎來挑戰(zhàn)者
Tenstorrent成立于2016年，由前AMD Ljubisa Bajic、Milos Trajkovic和Ivan Hamer創(chuàng)立，在多倫多和奧斯汀大約有70名員工，算是名副其實的“小公司”。不過公司的關鍵成員都有芯片設計背景，甚至堪稱“芯片設計天團”。除了上面介紹的Jim Keller外，創(chuàng)始人Ljubisa Bajic就曾是英偉達和AMD的資深架構設計師，但現(xiàn)已宣布退休，轉(zhuǎn)而擔任顧問，后續(xù)仍會繼續(xù)探索下一代AI解決方案。
Jim Keller的前同事Intel前首席架構師Raja Koduri也加入為Tenstorrent董事會成員。其對英特爾技術和架構有諸多貢獻，尤其是在2022年將高性能圖形業(yè)務的3條新產(chǎn)品線推向市場。“他是業(yè)內(nèi)為數(shù)不多的了解CPU、GPU、AI和半導體業(yè)務方方面面的人之一，對Tenstorrent的業(yè)務增長來說是一筆巨大的財富。” Jim Keller介紹到。
另外，Tenstorrent Ascalon的首席架構師是Wei-Han Lien，他曾是負責蘋果“寬”CPU微架構的設計師之一，該架構每個時鐘最多可執(zhí)行8條指令。例如，Apple的A14和M1 SoC具有八個寬的高性能Firestorm CPU內(nèi)核，在推出兩年后，它們?nèi)匀皇菢I(yè)內(nèi)最節(jié)能的設計之一。Lien可能是業(yè)界“寬”CPU微架構方面最好的專家之一，據(jù)悉，他是唯一一位領導工程師團隊開發(fā)八寬RISC-V高性能CPU內(nèi)核的處理器設計師。
了解完團隊骨干，我們再看看Tenstorrent公司的產(chǎn)品。他們計劃以異構和Chiplet（芯粒）設計的形式來開發(fā)RISC-V和AI芯片。目前Tenstorrenst已經(jīng)開發(fā)出基于12nm工藝的Grayskull和Wormhole兩款芯片，F(xiàn)P8算力高達328TFlops。其中，Grayskull包含120個定制內(nèi)核，擁有強大的TENSIX處理核心陣列，每個TENSIX核心具備完全C++可編程、多線程、前端功能；高面積和功率效率矩陣計算引擎；強大靈活的SIMD引擎等。而該公司最近還將推出Black Hole 獨立ML計算機芯片，采用6nm工藝打造，基于用于異構運算的SiFive RISC-V X-280架構，計劃于今年推出。同時，整個軟件棧只有約50,000行代碼。與大多數(shù)其它需要定制開發(fā)流程的AI專用集成電路（ASIC）不同，Tenstorrent的適應性和靈活性非常強，支持所有主流工具鏈、框架和運行時。所以英偉達的最大優(yōu)勢——極易開發(fā)，正在受到挑戰(zhàn)。
在高性能AI芯片方面，Tenstorrent計劃于2024年推出可對標英偉達最新發(fā)布的GH200 Grace Hopper平臺，通過3nm的CPU芯粒和ML/AI芯粒相結合的高度可配置高性能設計。CPU側(cè)有16個核心，而AI小芯片則包含40個核心。AI芯粒群和CPU芯片各擁有四個內(nèi)存芯粒，并且整個芯片組連接到IO芯粒來擴展PCIe等功能。
Jim Keller表示， Tenstorrent的目標是可以比類似性能的GPU系統(tǒng)便宜5到10倍。 我們使用的內(nèi)存帶寬要少得多，因為我們有一個圖形編譯器，而且我們的架構比GPU更像是一臺數(shù)據(jù)流機器，所以可快速將數(shù)據(jù)從一個處理元素發(fā)送到另一個處理元素。這樣就避免了使用昂貴的HBM硅中介層。同時，我們的芯片上有網(wǎng)絡端口，利于通過網(wǎng)線互聯(lián)組成大型陣列集群進行橫向擴展，而無需通過其他交換機。從技術上講，這就是我們的方法比英偉達的方案更便宜的原因之一。此外，我們還支持開放的技術許可轉(zhuǎn)讓，方便大家構建生態(tài)。
04 AI芯片賽道迎來新風口國內(nèi)玩家?guī)缀?/strong>
盡管挑戰(zhàn)者不容小覷，英偉達仍然在AI芯片領域占據(jù)了絕對的領先地位，在云端訓練和推理場景中占據(jù)絕大部分市場份額。除了英偉達，還有AMD和英特爾。不過隨著我國的大力發(fā)展，近幾年國內(nèi)也有不少企業(yè)進入這個賽道，逐步取得進展。
據(jù)IDC預測，中國AI算力規(guī)模將保持高速增長，預計到2026年將達1271.4EFLOPS，CAGRA（2022-2026年）達52.3%。在此背景下，IDC預測異構計算將成為主流趨勢，未來18個月全球人工智能服務器GPU、ASIC和FPGA的搭載率均會上升，2025年AI芯片市場規(guī)模將達726億美元。國內(nèi)企業(yè)如寒武紀、平頭哥等1.0時代的玩家，現(xiàn)已成為優(yōu)質(zhì)AI算力芯片的上市公司。另外，也有越來越多的AI芯片初創(chuàng)企業(yè)積極加入，包括各方資本在此領域不斷加大投資力度。
以2022年為例，摩爾線程、天數(shù)智芯、沐曦、登臨科技、深流微、凌久微電子、礪算科技等多家企業(yè)獲得資本融資。其中，摩爾線程15億、天數(shù)智芯超10億、沐曦10億，這三家的融資金額較大。
摩爾線程成立于2020年10月，是一家以全功能GPU芯片設計為主的集成電路企業(yè)。目前，摩爾線程已經(jīng)發(fā)布兩顆基于其MUSA統(tǒng)一系統(tǒng)架構打造的多功能GPU芯片——“蘇堤”和“春曉”，以及系列GPU軟件棧與應用工具。
天數(shù)智芯在2022年7月宣布完成超10億元的C+輪及C++輪融資。該公司是一家研發(fā)、生產(chǎn)GPGPU高端芯片及高性能算力系統(tǒng)提供商，2018年開始啟動云端7nm GPGPU芯片研發(fā)。2021年3月正式對外發(fā)布7nm云端訓練通用GPU產(chǎn)品——天垓100。截止至2022年3月底，天垓100實現(xiàn)銷售訂單近2億元，落地200多個應用場景。
沐曦于2022年7月5日宣布完成10億人民幣Pre-B輪融資。這是沐曦2020年9月成立之后的第五輪融資，總計獲得超20多億元投資。沐曦第一顆高性能通用GPU芯片于2022年1月順利流片，采用7nm工藝，以AI推理為主，可應用于人工智能、自動駕駛、工業(yè)和制造自動化、智慧城市、自然語言處理、邊緣計算等領域，計劃2023年量產(chǎn)，可應用于AI訓練、科學計算的更高端芯片，研發(fā)已進入收尾階段。
大模型時代，算力已成至關重要的基礎設施。為滿足AI和HPC激烈的市場競爭，需要實現(xiàn)高性能和通用性兼?zhèn)涞乃懔χ?。隨著AI算法與芯片架構綁定越來越深，我們期待在國內(nèi)也能看到如Tenstorrent這樣敢于挑戰(zhàn)巨頭的AI芯片企業(yè)越來越多，在技術上進行架構創(chuàng)新，在生態(tài)上步步為營。當然也期待各方資本的積極涌入，共創(chuàng)共贏。
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