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調研揭中共喊超車無望 華為AI算力遠不及輝達

人工智慧(AI)研究機構Epoch AI於9月4日發布比較華為和輝達(NVIDIA)晶片的專題報告。此為AI示意圖。(記者Oleksii Pydsosonnii/攝影)
人工智慧(AI)研究機構Epoch AI於9月4日發布比較華為和輝達(NVIDIA)晶片的專題報告。此為AI示意圖。(記者Oleksii Pydsosonnii/攝影)

【記者李思齊/綜合報導】人工智慧(AI)研究機構Epoch AI上週六(9月5日)在社群平台X上發布針對華為能否追上輝達的分析,認為華為在2030年幾乎不可能趕上輝達;若華為無法取得海外記憶體,華為2028年的人工智慧(AI)運算能力僅為輝達的1%左右。

有關華為與輝達今年的差距,報告從兩方面比較:第一是單顆晶片性能,也就是一顆晶片能運轉多快;第二是晶片生產量,其中高頻寬記憶體(HBM)供應是限制華為產量的關鍵因素。華為在兩方面都落後於輝達,兩者疊加使華為整體能提供的AI運算能力遠低於輝達。

報告估計,華為今年AI運算能力不足輝達的4%,如華為無法取得海外HBM,到2028年會降至1%左右。即使華為透過走私獲取海外HBM,假設取得HBM是中國產供應量10倍,2028年華為計算量也大約只有輝達11%。

華為和輝達目前的差距

分析顯示,華為目前最新一代、性能最強AI晶片之一的昇騰950DT,以FP8(8位元浮點數)進行AI運算時,理論運算吞吐量約為輝達2022年所推出H100晶片的一半。

若單看晶片規格表上「理論最高運算能力」,輝達B300約是華為昇騰950DT的6.75倍。B300是輝達新一代Blackwell Ultra系列的資料中心AI加速晶片,主要用於大型AI模型的訓練與推理。

報告結論指出,華為目前晶片性能大約落後輝達4年,而到2030年,華為晶片性能仍落後3到4年。

華為策略不能解決所有問題

華為目前較具競爭力策略之一,是透過連接更多AI晶片(邏輯堆疊)、擴大系統規模,來彌補單顆晶片性能上的不足。報告認為,這種做法無法完全彌補華為與輝達在單晶片性能上的差距。

原因包括:當系統連接的晶片數量大幅增加後,晶片之間的通訊會變得更加複雜;不同晶片在網路中的位置也可能影響實際性能,因此需要更強軟體進行調度和優化。此外,大規模晶片互聯還會帶來額外通訊開銷、功耗、系統複雜度及可靠性問題。

目前華為最大瓶頸是「沒有足夠HBM」做晶片。中國目前主要依靠長鑫存儲和武漢新芯來生產HBM,而中國HBM技術與產能落後於輝達所採用、由SK海力士、三星、美光等廠商生產的HBM。

報告認為,到2028年,華為最大瓶頸會逐漸從「沒有足夠HBM」轉變成「單顆晶片性能不夠強」。

華為難追趕

晶片製程方面,華為主要依賴中芯國際。中芯目前量產的先進製程約為N+3、7奈米級,而台積電則已向3奈米、A16(約1.6奈米級)等更先進製程發展。

報告估計,台積電先進製程電晶體密度約為中芯兩倍。電晶體密度越高,運算能力越強,功耗越低,同樣性能的晶片可以做得更小。

因此,輝達在晶片設計和製造上擁有更大技術優勢——除了可以使用台積電更先進製程,還可以結合更大晶片面積、更多晶片裸片、更先進3D邏輯堆疊、更高性能HBM,以及更先進封裝技術,不斷疊加、提升單顆AI晶片的運算性能。

而華為受到先進製程、HBM供應及設備限制,即使可用大晶片和多晶片封裝來提高性能,仍然難以完全彌補與輝達在單晶片性能上的差距,並且隨著時間推移差距會更大。

華為寄希望於3D堆疊技術LogicFolding,希望透過將邏輯晶片垂直堆疊,在無法取得最先進製程情況下,提高單位面積的電晶體密度,從而提升昇騰AI晶片的性能。

但LogicFolding預計要到2030年才會首次應用於昇騰晶片(Ascend 990)。相較之下,輝達預計在2028年推出的Feynman就可能捷足先登,採用3D邏輯堆疊,而且是在更先進的台積電A16製程上進行堆疊。因此,報告質疑華為能否透過3D堆疊彌補先進製程不足、追趕上輝達。◇   

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