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[业界] 国产14纳米AI芯片绕过HBM封锁,带宽飙到6.4TB/s,东方算芯要跟英伟达硬碰硬

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发表于 3 小时前 | 显示全部楼层 |阅读模式
各位被美国芯片禁令逼得头发一把一把掉、每天都在盘算手里那点算力配额还能撑多久的AI训练团队负责人,那些翻遍了国内外采购目录、发现HBM芯片要么买不到要么贵得离谱的服务器硬件采购专员,一直蹲在各种半导体论坛里扒国产替代方案的最新进展、就盼着能有个靠谱选项冒出来的技术发烧友,手里攥着商业计划书、正愁找不到差异化卖点的硬科技赛道创业者,还有那些纯属看热闹不嫌事儿大、就想瞧瞧咱们国产芯片到底能在多大程度上绕开封锁杀出一条血路的围观群众——今天这篇东西,你们谁都别急着划走,因为上海那家叫“东方算芯”的半导体初创公司,刚刚甩出了一张让整个圈子都得停下来多看两眼的牌。

这事儿最早是《南华早报》捅出来的,随后《界面新闻》和《证券时报》也都做了跟进报道,半导体行业垂直媒体“芯智讯”那边也拿出了详细的横向对比分析。根据这些媒体报道透露的信息,东方算芯这家总部设在上海的半导体初创企业,正式对外公开了他们的旗舰级产品——一颗型号为DF1000的AI训练芯片。这颗芯片采用的是14nm制程工艺,没错,就是那个放在今天这个台积电、三星已经在3nm甚至2nm上打得不可开交的时代里,看起来已经有点“过气”的14纳米。但有意思的地方恰恰就在这儿:这帮人压根儿就没打算去跟别人死磕先进制程,因为他们心里清楚,眼下那条路基本上已经被美国政府的出口管制措施堵得死死的了。所以他们换了个玩法,用一种全新的芯片架构思路,试图在美国对华技术封锁这堵墙上硬生生凿出一个缺口来。

按照东方算芯对外公布的技术规格来看,这颗DF1000芯片在BF16精度下——BF16这种浮点计算格式,目前在行业内是被各大AI公司拿来训练大语言模型用得最多的一种标准——能够提供高达520万亿次浮点运算每秒的计算性能。520 teraflops这个数字单独摆在那儿你可能没什么直观感觉,咱们拿英伟达的旗舰产品做个参照,你一下就明白了。根据“芯智讯”做的横向对比分析,DF1000单颗芯片在计算性能这块儿,大致相当于英伟达那颗基于Hopper架构、采用4nm制程的H100或者H200芯片的大约52.6%。换句话说,虽然人家英伟达用的是目前最顶尖的4纳米工艺,咱们这边只能用相对落后的14纳米,但东方算芯硬是把单颗芯片的算力做到了对手一半以上的水平,光是这一点,就已经相当不容易了。

但这还不算最让人吃惊的部分。真正让业内那些技术宅们忍不住多咂摸两口的,是这颗芯片的内存带宽数据。根据东方算芯给出的官方规格,DF1000的内存带宽达到了6.4TB/s——也就是每秒钟可以读写6.4太字节的数据。咱们还是拿英伟达的产品来比划一下你就知道这个数字有多吓人了:英伟达H100的内存带宽大概是3.35TB/s左右,后来出的H200因为换装了容量更大、速度更快的HBM3e高带宽内存,带宽提升到了大约4.8TB/s。这么一对比,东方算芯这颗14nm芯片的内存带宽,差不多是H100的两倍,比H200还要高出大约33%。这可不是什么无关痛痒的小幅领先——在大规模AI模型训练这个场景里,内存带宽往往是那个最能卡住脖子、决定训练效率的关键瓶颈。你算力再强,数据喂不进去那也是白搭,就像你家水龙头流量再大,进水管细得像根吸管一样,照样灌不满浴缸。

那问题来了:他们到底是用了什么魔法,能让一颗14nm的老工艺芯片,在内存带宽这项硬指标上反过来吊打英伟达最新的4nm旗舰产品?答案藏在DF1000的底层架构设计里。

根据《界面新闻》的报道,东方算芯的创始人魏少军在解读自家产品的技术路线时说得非常直白:既然眼下先进制程这条路被卡得死死的,那咱们就不跟你在这条赛道上硬碰硬了。他们采取的技术方案,叫做“软件定义的芯片”加上“3D堆叠的近存计算架构”。这两个词乍一听有点拗口,我给你掰扯清楚你就明白了。所谓“软件定义的芯片”,说白了就是通过软件来灵活调配芯片内部各种硬件资源的使用方式和分配策略,利用空间并行化和时分复用这两种手段,尽可能把每一寸晶体管的利用率压榨到极致——你不是制程落后、晶体管密度比不上人家吗?那就靠更聪明的调度策略来弥补硬件层面的先天不足。而“3D堆叠的近存计算架构”,则是在物理层面把计算单元和存储单元上下垂直堆叠在一起,这样一来,数据和指令在计算核心和内存之间来回跑的距离就被大幅缩短了,延迟降下来了,带宽自然也就提上去了。更关键的一点是,这种架构允许他们用市面上更容易买到的普通DRAM内存颗粒来替代HBM高带宽内存——而HBM这个东西,恰恰是美国出口管制清单上重点盯着不放的目标。用不受管制的常规内存来替代被管制的HBM,同时还能通过架构创新把带宽做到比对手还高,这一手确实玩得挺漂亮。

而且这颗芯片现在可不是还停留在PPT或者实验室阶段的东西。东方算芯已经明确表态,DF1000目前已经做好了大规模量产的准备工作,预计将在2026年年底之前开始向客户发货。更值得留意的一个信息是,《界面新闻》在报道中专门提到了一句话:DF1000的整条供应链,从芯片设计到晶圆制造到封装测试,全部来自国内供应商,完全实现了自主可控。在当下这个国际大环境里,“全链条国产化”这几个字背后承载的分量,相信长期关注半导体行业的人都心知肚明。

当然,一家初创公司敢站出来说要挑战英伟达这样的巨无霸,光靠一款产品肯定是不够看的。东方算芯也确实拿出了一份野心勃勃的产品路线图。《南华早报》援引该公司的规划称,他们计划在2026年的第四季度推出第二代产品DF2000,这颗芯片的性能目标是要达到DF1000的两倍,到时候要在综合性能上超越英伟达的H200。再往后,第三代芯片DF3000预计会在2027年晚些时候问世,性能继续在DF2000的基础上翻一番,目标直接锁定英伟达届时的主力产品B300。这个迭代节奏可以说是相当激进了——一年推一代,每代性能翻倍,目标直指全球AI芯片领域的头号玩家。

不过话说回来,理想归理想,现实从来都不会让你舒舒服服地把路走完。魏少军在接受《南华早报》采访的时候,也没有回避摆在面前的种种难题。他很坦诚地承认,3D堆叠技术虽然能带来性能上的显著提升,但它本身也有自己的局限性。最大的麻烦出在良品率上——你把好几层硅片一层一层叠在一起,每一层之间的对准精度、散热管理、电气互联都是极其精细的活儿,叠的层数越多,生产过程中出现瑕疵和缺陷的概率就越高,良品率自然也就跟着往下掉。而在良品率问题之外,还有一个更深层次的制约因素:国内半导体产业在先进制程节点的获取渠道上,依然受到很大限制。魏少军的原话是,没法随心所欲地用上最先进的制程节点,这才是国内半导体行业最根本的一道坎儿,也是咱们在性能上最终能冲到多高的天花板。这话说得既坦诚又清醒——技术创新确实能帮你绕开一部分障碍,但有些物理层面和产业链层面的极限,终究还是要靠整个行业上下游协同进步才能一步步突破。

最后再聊聊这家公司的底气是从哪儿来的。根据《证券时报》的报道,东方算芯在今年4月份完成了A+轮融资,这轮融资做完之后,公司的估值已经飙到了123亿元人民币。参与这轮投资的股东名单里头,赫然出现了国家级产业基金的身影——国家人工智能产业投资基金是其中的重要出资方。除此之外,美团旗下相关的投资基金、小米旗下相关的投资基金,以及滴滴旗下相关的投资机构,也都参与了这轮融资。美团、小米、滴滴这三家,一个做本地生活服务平台,一个做消费电子产品加智能汽车,一个做出行服务,三家业务领域完全不同的大厂同时押注同一家AI芯片初创公司,这背后的战略意图其实已经很明显了——它们都在为自己未来几年爆发式增长的AI算力需求,提前寻找一个不受外部制裁影响、供应稳定的国内货源。

说到底,东方算芯这个故事,远远不止是一家初创公司发布了一颗芯片那么简单。它折射出的,是整个中国半导体产业在面对外部技术封锁时的一种生存智慧和突围逻辑:既然最先进的武器搞不到手,那就用没那么先进的材料,靠更巧妙的设计思路和更极致的工程优化,硬生生造出一件能打的家伙来。这条路注定不会平坦,前面等着他们的还有良品率的坑、软件生态适配的坎、以及英伟达CUDA帝国那座几乎不可撼动的护城河。但至少在这一刻,DF1000这颗芯片的存在本身,就已经在告诉所有人——国产AI芯片这条命,还没到认输的时候。

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