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“為解決AI算力供給不足，除了選擇英偉達(dá)，我們也可以用CPU芯片實(shí)現(xiàn)AI推理。”國內(nèi)某云計(jì)算大廠基礎(chǔ)設(shè)施負(fù)責(zé)人在年初一次技術(shù)分享會上表達(dá)。
該負(fù)責(zé)人所指的AI推理芯片市場需求量正逐年增長。VerifiedMarketResearch報(bào)告顯示，2023年人工智能推理芯片市場規(guī)模為158億美元，預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到906億美元，在2024-2030年預(yù)測期內(nèi)的復(fù)合年增長率為22.6%。
今年早些時候，英偉達(dá)財(cái)報(bào)會上也有表示，公司全年數(shù)據(jù)中心里已經(jīng)有40%的收入來自推理業(yè)務(wù)。
分析其中緣由，除了邊緣計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備驅(qū)動外，更重要的是AI應(yīng)用急劇擴(kuò)張，相較于需要大規(guī)模算力的AI（大模型）訓(xùn)練場景，AI推理對算力性能要求沒有AI訓(xùn)練嚴(yán)苛，主要是滿足低功耗和實(shí)時處理的需求。但在部署在實(shí)際終端場景中時，會需要大量服務(wù)器進(jìn)行并行網(wǎng)絡(luò)計(jì)算，推理成本會驟然提升。
為此，硬件層面，廠商會不斷升級處理器和加速器，從CPU到GPU、FPGA、TPU等，以提高在AI推理方面的性能和能效比。在軟件和算法層面，廠商為大規(guī)模算力集群提供AI訓(xùn)練推理框架、軟件框架，做軟硬適配，同時在算法層面，如量化、稀疏化、蒸餾、剪枝等手段，從減少模型的計(jì)算復(fù)雜度和內(nèi)存占用入手，以降低推理所需存算空間。
一位頭部協(xié)同辦公軟件海外負(fù)責(zé)人在今年6月告訴鈦媒體，谷歌當(dāng)時將Gemini Nano模型應(yīng)用于Chrome瀏覽器，用于端側(cè)生成式AI實(shí)現(xiàn)。但問題是現(xiàn)在的實(shí)際效果比較堪憂，就是又要推理又要翻譯同時還要計(jì)算量低，不太現(xiàn)實(shí)。這種在端側(cè)AI技術(shù)上的“不可能三角”，讓該負(fù)責(zé)人所在企業(yè)還在觀望。
與此同時，據(jù)路透社報(bào)道，OpenAI 正在與博通（Broadcom）合作開發(fā)其首款定制 AI 推理芯片，旨在處理其大規(guī)模的AI工作負(fù)載，特別是推理任務(wù)。
這意味著，對企業(yè)客戶而言，在模型推理或部署階段，需要考慮部署靈活性、性價比以及低門檻接入方式，這些都決定了企業(yè)TCO（總體擁有成本，Total Cost of Ownership）。Melius Research的分析師Ben Reitzes在給客戶的一份說明中表示：“有看法認(rèn)為，英偉達(dá)未來在推理領(lǐng)域的市場份額將低于訓(xùn)練領(lǐng)域。”
有需求的地方就有市場，有市場的地方就有競爭。如今，AI推理市場正在被英特爾、AMD、高通等CPU廠商盯上。
以英特爾為例。10月28日，英特爾宣布擴(kuò)容英特爾成都封裝測試基地，其成都基地?cái)U(kuò)容主要有兩方面：一是新增產(chǎn)能將集中在為服務(wù)器芯片提供封裝測試服務(wù)，以響應(yīng)中國客戶市場需求；二是即將設(shè)立英特爾客戶解決方案中心，推動為行業(yè)客戶提供基于英特爾架構(gòu)和產(chǎn)品的定制化方案。更早一個月，除了很早就預(yù)熱的Gaudi 3 AI加速器，英特爾還升級至強(qiáng)6處理器，其性能是前代產(chǎn)品的兩倍，可支持邊緣、數(shù)據(jù)中心、云環(huán)境中的AI大模型推理訴求。據(jù)外媒報(bào)道，目前73%的AI服務(wù)器都使用英特爾至強(qiáng)系列作為服務(wù)器機(jī)頭。
鈦媒體注意到，僅在企業(yè)級應(yīng)用市場，中國云廠商、OEM、ODM、ISV等伙伴正密集對其搭載CPU芯片的通用算力服務(wù)器進(jìn)行升級。例如，阿里云基于方升架構(gòu)推出最新一代磐久計(jì)算型服務(wù)器，以及第九代阿里云英特爾平臺企業(yè)級計(jì)算實(shí)例產(chǎn)品；火山引擎對其第四代云服務(wù)器實(shí)例進(jìn)行了架構(gòu)和性能優(yōu)化；在基于松耦合開放架構(gòu)設(shè)計(jì)的服務(wù)器計(jì)算模組設(shè)計(jì)規(guī)范（OCM）下，浪潮信息元腦服務(wù)器第八代算力平臺也于近日正式推出，同時支持英特爾至強(qiáng)6處理器及AMD EPYC 9005系列處理器。
那么從英特爾等的技術(shù)升級進(jìn)程上可以理解，相比于昂貴且緊缺的GPU或者適合于小規(guī)模的RTX 4090，CPU處理器的能核能效正逐漸去適應(yīng)AI工作負(fù)載和高密度可擴(kuò)展的融合需求。
“當(dāng)下AI應(yīng)用層出不窮，尤其在產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，已不單純是需要超大算力的訓(xùn)練場景，一個新的問題是，很多傳統(tǒng)應(yīng)用也存在一定智能化需求，比如在CRM系統(tǒng)中幫助客戶自動識別線索、幫助銷售自動填報(bào)信息。但是，這些AI需求并不見得需要配備AI加速卡去支撐。”浪潮信息服務(wù)器產(chǎn)品線總經(jīng)理趙帥對鈦媒體APP等說道。
趙帥表示：“在AI訓(xùn)練場景中，CPU目前主要參與數(shù)據(jù)預(yù)處理環(huán)節(jié)，包括數(shù)據(jù)清洗、格式轉(zhuǎn)換、特征提取等，目前大模型訓(xùn)練所需的數(shù)據(jù)集仍在呈指數(shù)級增長，需要有更強(qiáng)大的CPU。在AI推理場景，目前主流大模型月活非常高，這意味著AI推理需要同時處理高并發(fā)任務(wù)，對整個CPU的資源調(diào)度能力是一個極其嚴(yán)峻的考驗(yàn)。CPU需要在極短的時間內(nèi)對各種任務(wù)進(jìn)行合理分配和調(diào)度，確保每個任務(wù)都能得到及時處理和實(shí)時響應(yīng)。”
在趙帥看來，多模態(tài)模型的出現(xiàn)，對內(nèi)存容量提出了更大要求，以便支持?jǐn)?shù)據(jù)預(yù)處理和存儲。例如多模態(tài)模型LLaMA3.2包含60億圖文和1500小時的語音數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)規(guī)模達(dá)到PB級，相比LLaMA3.1的數(shù)據(jù)量已增加百倍以上。長本文的出現(xiàn)，導(dǎo)致某些先進(jìn)創(chuàng)企已經(jīng)提出要以KVCache為中心的分離架構(gòu)設(shè)計(jì)，即根據(jù)不同計(jì)算特性將預(yù)填充服務(wù)器與解碼服務(wù)器分開，在大batch size及隊(duì)列場景下需要更大的系統(tǒng)內(nèi)存帶寬。此外，適配各種加速卡的處理器節(jié)點(diǎn)也面臨算力、內(nèi)存容量、內(nèi)存帶寬、IO擴(kuò)展等多方面的挑戰(zhàn)，需要豐富的強(qiáng)大的CPU系統(tǒng)生態(tài)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源的最佳利用。
據(jù)工信部今年9月公布數(shù)據(jù)，中國在用算力中心機(jī)架總規(guī)模超過830萬標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架，算力總規(guī)模達(dá)246EFLOPS（EFLOPS是指每秒進(jìn)行百億億次浮點(diǎn)運(yùn)算）。據(jù)中國信通院測算，截至2023年底，全球算力基礎(chǔ)設(shè)施總規(guī)模達(dá)到910EFLOPS，同比增長40%；其中，美國、中國算力基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模位列前兩名，算力占比分別為32%、26%。
那么問題來了，當(dāng)算力中心仍在如火如荼建設(shè)中時，這種在數(shù)據(jù)、內(nèi)存、算力、帶寬等需求的急劇變化下，算力落地挑戰(zhàn)將在未來被逐一放大。
以服務(wù)器為例，作為算力的承載體系，正面向更智能、更開放、更綠色的算力體系不斷進(jìn)化。
不同于一年前市場端服務(wù)器采購的需求收緊，服務(wù)器尤其是AI服務(wù)器在大模型應(yīng)用需求的拉動下，市場需求開始復(fù)蘇。Gartner數(shù)據(jù)顯示，2024 年第一季度，全球服務(wù)器出貨量同比增長 5.9%，總出貨量達(dá) 282 萬臺。本季度供應(yīng)商收入同比增長 59.9%，AI服務(wù)器需求推動平均售價增長 51.0%。而在全球服務(wù)器市場強(qiáng)勁增長的態(tài)勢中，浪潮信息服務(wù)器出貨量全球第二，中國第一。
2020-2030全球服務(wù)器市場規(guī)模（按產(chǎn)品劃分）
“我們面向于多場景需求滿足，每款產(chǎn)品都基于具體業(yè)務(wù)場景和客戶真實(shí)收益而來。你會發(fā)現(xiàn)我們的產(chǎn)品布局相較于其他廠商更為廣泛。這一優(yōu)勢很大程度上歸功于我們現(xiàn)行的解耦設(shè)計(jì)與開發(fā)模式。”趙帥對鈦媒體表示。
他指出，從客戶角度，往往面臨各種特定的方案需求場景。通過將部件設(shè)計(jì)成通用的構(gòu)建模塊（CBB），這些模塊經(jīng)過一次測試和驗(yàn)證后，便能在多個平臺上高效應(yīng)用，從而支撐起浪潮信息廣泛的產(chǎn)品布局，這也使得產(chǎn)品在更細(xì)分的場景中能夠發(fā)揮更高價值。
浪潮信息服務(wù)器產(chǎn)品線規(guī)劃經(jīng)理羅劍告訴鈦媒體，“第八代算力平臺最核心的技術(shù)攻關(guān)，一是提升了軟件方面的智能化水平，比如故障告警的智能化處理水平，通過大模型對過去歷史故障數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，對關(guān)鍵部件如內(nèi)存、硬盤等可能產(chǎn)生的故障進(jìn)行智能預(yù)判，從而減少客戶計(jì)劃停機(jī)外的業(yè)務(wù)影響；二是計(jì)算模組的解耦，還有內(nèi)存帶寬的提升，破除存儲墻、內(nèi)存墻。尤其是支持更高計(jì)算性能的處理器，會有大量數(shù)據(jù)吞吐需求，針對大內(nèi)存帶寬需求，元腦服務(wù)器可配備最高12T內(nèi)存，同時也可支持內(nèi)存容量和帶寬同步擴(kuò)展的CXL方案，其目的也是釋放計(jì)算性能的最大潛力，避免客戶在內(nèi)存資源上的閑置。”
鈦媒體注意到，目前基于OCM、OAM、CXL、整機(jī)柜標(biāo)準(zhǔn)的開放產(chǎn)品，浪潮信息實(shí)現(xiàn)了在計(jì)算、存儲、I/O擴(kuò)展、整機(jī)柜部署和智算的五種場景化優(yōu)化機(jī)型。除了在硬件層面，浪潮信息此前基于龍蜥社區(qū)開發(fā)的下游商業(yè)版服務(wù)器操作系統(tǒng)KOS進(jìn)行了升級，實(shí)現(xiàn)軟硬協(xié)同優(yōu)化。
此外，過去一個月內(nèi)，不只是浪潮信息，中興通訊、聯(lián)想、新華三等服務(wù)器廠商相繼公布多款算力新品，同樣覆蓋了通用算力、人工智能、液冷、存儲型等多個用途場景。一位服務(wù)器售前專家與鈦媒體交流時指出，他們圍繞下游客戶訴求而采取的是earlyship策略，“在還沒有交付時，實(shí)現(xiàn)大批量提前供應(yīng)，其優(yōu)勢在于能保證建設(shè)時客戶拿到的是真正先進(jìn)的芯片。”
算力多元化時代，用戶根據(jù)場景來選擇不同的算力單元，滿足不同的計(jì)算需求，服務(wù)器廠商為滿足客戶訴求也不再局限于提供單一算力產(chǎn)品。（本文首發(fā)于鈦媒體APP，作者 | 楊麗，編輯 | 蓋虹達(dá)）
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多模態(tài)模型的出現(xiàn)，對內(nèi)存容量提出了更大要求
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