英伟达(Nvidia)首席执行官黄仁勋近日表示,公司最新的Blackwell系统销售“超乎想象”,创下历史新高。然而,业内分析师指出,另一类人工智能芯片——被称为ASIC(专用集成电路,Application-Specific Integrated Circuit)——正以惊人的速度增长。谷歌、亚马逊、Meta、微软以及OpenAI等大型科技公司,正在纷纷投入自研ASIC芯片,以摆脱对英伟达GPU的高度依赖。
根据《芯片战争》(Chip War)作者克里斯·米勒(Chris Miller)向CNBC透露,谷歌的TPU(Tensor Processing Unit,张量处理单元)是当前AI领域ASIC芯片的领导者,其技术水平甚至被认为与英伟达GPU相当,甚至可能更优。与此同时,亚马逊、微软及OpenAI等公司也在快速推进自研AI芯片项目。
英伟达凭借GPU(图形处理器)实现了利润的爆炸式增长,成为全球市值最高的科技企业之一。过去一年,英伟达交付了约600万颗新一代Blackwell GPU,这些芯片在AI计算负载中发挥了核心作用。该公司在加州圣克拉拉总部展示了由72块Blackwell GPU组成的GB200 NVL72机架级服务器系统——每台服务器售价约300万美元,每周出货量约1000套。英伟达高管狄昂·哈里斯(Dion Harris)表示,数年前,当团队首次提议使用八块GPU打造AI系统时,外界普遍认为“规格过剩”,如今这种配置已成为主流。
GPU最初主要用于游戏图形渲染,但自2012年学术界利用英伟达GPU训练神经网络模型AlexNet以来,GPU的用途迅速扩展至人工智能领域。GPU在并行计算方面的优势使其非常适合AI模型的训练与推理。目前,GPU通常与CPU配合部署于数据中心中,用于AI云计算任务。英伟达与其主要竞争对手超威(AMD)通过优化各自的软件生态体系(如英伟达的CUDA平台与AMD的开源框架)持续竞争。英伟达不仅向亚马逊、微软、谷歌、甲骨文(Oracle)等云服务商供货,还直接向AI公司(如OpenAI)及各国政府提供GPU系统。
然而,AI产业的重心正逐渐从GPU转向ASIC。与通用型GPU相比,ASIC芯片更为小巧、能效更高,且针对特定AI任务进行了优化。谷歌在2015年率先推出首款TPU,开启了AI加速器ASIC时代。经过十年发展,谷歌于2025年11月发布第七代TPU——Ironwood版本。Anthropic宣布,其大语言模型Claude将基于多达100万个TPU进行训练。分析人士认为,谷歌未来可能会开放TPU的外部使用权限,进一步打破市场格局。
亚马逊则在2015年收购以色列芯片初创企业Annapurna Labs后,迅速布局自研AI芯片,推出了Inferentia(2018年)与Trainium(2022年)两款ASIC。亚马逊AWS的芯片架构负责人罗恩·迪亚曼特(Ron Diamant)表示,Trainium在价格性能比方面领先市场30%至40%。在印第安纳州的新AI数据中心中,超过50万颗Trainium 2芯片正在用于Anthropic模型训练,而其他AWS数据中心则仍以英伟达GPU为主。
微软、Meta及OpenAI也相继宣布定制AI芯片计划。微软目前已在美国东部数据中心部署自研Maia 100芯片;Meta于2023年推出自家Training and Inference Accelerator;OpenAI则与博通(Broadcom)合作,预计2026年起生产专用ASIC。博通与迈威尔(Marvell)等芯片设计商凭借专业的知识产权与网络技术,成为众多AI企业的合作伙伴,并在AI浪潮中获益显著。
与此同时,AI计算正从云端向终端设备延伸。被称为“边缘AI芯片”的新型处理器正集成在手机、笔记本电脑及智能家居设备中,使AI运算能在本地完成,从而降低延迟并保护隐私。神经处理单元(NPU)是该领域的核心组件。高通、英特尔、AMD以及苹果都在推动NPU的应用。苹果的M系列与A系列芯片均内置神经引擎,用于MacBook与iPhone上的AI功能。三星、高通的最新移动芯片以及汽车与机器人用嵌入式AI芯片,也均依赖此类技术。
此外,可编程逻辑门阵列(FPGA)作为一种可通过软件重新配置的芯片,也在AI计算中占据一席之地。虽然性能与能效不及ASIC或NPU,但其灵活性极高。AMD在2022年以490亿美元收购赛灵思(Xilinx)后,成为全球最大的FPGA制造商;英特尔则凭借2015年167亿美元收购Altera位列第二。
无论GPU、ASIC、NPU还是FPGA,这些AI芯片的制造几乎都依赖台积电(TSMC)。台积电在美国亚利桑那州的新工厂已开始大规模生产芯片,苹果与英伟达均在此投产。黄仁勋确认,Blackwell GPU已在该厂“全面量产”。
尽管竞争者众多,业内专家认为,英伟达的领先地位短期内仍难以撼动。Futurum Group分析师丹尼尔·纽曼(Daniel Newman)指出,英伟达凭借十余年的生态建设与开发者基础,赢得了当前的AI芯片王者地位,“他们赢得了开发者生态,也赢得了市场”。