“挖矿”刺激GPU和ASIC销量暴涨,为何还有利于人工智能的发展?

云视角

2018-04-23

科技云报道原创。
区块链和以比特币为代表的数字加密货币的火热程度已不必多言。去年第四季度,NVIDIA首席财务官Colette Kress在财报会议上表示,“加密数字货币市场的强劲需求超出了我们的预期。”市场不断上涨的芯片价格,也让包括三星在内的更多厂商加入其中,而这一现象背后的始作俑者正是当下火热的“挖矿”产业。不过对于芯片制造商而言,这或许只是甜蜜的烦恼,万一数字加密货币出现问题,人工智能的需求能否继续推动芯片市场的发展?

始作俑者浮出水面   “挖矿”才是GPU缺货的直接原因

所谓“挖矿”,简单来说就是当交易出现时,网络上正在执行这个运算程序的电脑,就会纷纷开始进行运算,最先算出结果的电脑,会主动在网络上广播自己已经计算完成,结果经过验证无误后,就可以获得新的虚拟币和交易费作为奖励。

虚拟币和交易费也是“矿工”的主要收入来源,由于其工作原理与开采矿物十分相似,“挖矿”因此而得名。 

不过根据中本聪的设计,比特币为避免通货膨胀,其总量被设定在2100万个,从2009年开始每4年产量减半,直到2140年全部开采完毕。

回顾挖矿历史,比特币挖矿总共经历了以下五个时代:CPU挖矿→GPU挖矿→FPGA挖矿→ASIC挖矿→大规模集群挖矿。挖矿芯片更新换代的同时,带来的挖矿速度变化是:CPU(20MHash/s)→GPU(400MHash/s)→FPGA(25GHash/s)→ASIC(3.5THash/s)→大规模集群挖矿(3.5THash/s*X) 

为了获得越来越少的比特币,挖矿难度的增加对于矿机的要求也越来越高。比特币矿工最早是通过Intel或AMD的CPU进行挖矿,但由于挖矿是运算密集型应用,CPU作为通用芯片在挖矿中计算效率优势并不明显,且随着挖矿人数与设备性能的不断提升难度逐渐增加,现在使用CPU挖矿早已毫无收益甚至亏损。

2013年第一季度后矿工们就逐渐开始采用GPU或FPGA等挖矿设备,因此伴随着2017年数字加密货币的火爆,GPU也出现了涨价和缺货。 

需要指出的是,许多人认为矿工们似乎更加偏爱AMD,认为NVIDIA的GPU并不适合作为矿机。实际情况是,目前市面上主流的数字加密货币不仅有比特币(BTC),还有莱特币(LTC)、以太坊(ETH)、比特币现金(BCC)、零币(ZEC)等,显卡挖矿的主要阵地是ETH和ZEC。

ETH是IO密集型场景,算法为DaggerHashimoto,Polaris的GRRD5显存延时较低算力出色,因此这种算法是Polaris的主阵地。ZEC是运算密集型场景,算法为Equihash,这种算法对显存频率和时序要求不高。因此A卡都在挖ETH,N卡挖ZEC。 

所以不同的显卡适合于不同算法的数字加密货币,再加上挖矿收益、GPU的缺货情况,价格等诸多因素,矿工为了赚更多的钱自然会选择性价比更高的GPU,比如定位中高端的AMD RX560、RX570高功耗比就是GPU矿机的好选择,GTX1080Ti、AMD Vega64这样旗舰虽然单卡性能最强,但售价与功耗算下来并不划算。 

除了GPU,ASIC也被用于挖矿,并且有矿机厂专门为比特币的SHA256算法设计了ASIC芯片,并使用制造了专用的ASIC矿机。中国本土的比特大陆(Bitmain)就是全球有名的挖矿设备制造商,其采用16nm工艺自主设计ASIC芯片的蚂蚁矿机S9已成为全球广受欢迎的ASIC比特币专用矿机。 

全球第二大采矿设备生产商Bitfury目前主要的产品是16nm的ASIC专用挖矿芯片,不过Bitfury并不直接向消费者贩卖采矿机,而是面向企业用户出售整套数据中心设备。

由于ASIC芯片只为特定计算打造,效率比CPU高很多,功耗也更低,成为了许多矿工的首选,这也给相关半导体厂商带来的巨大机遇。 

至于FPGA,虽然其灵活度比ASIC高,但效率低很多,所以FPGA矿机的算力性能并不如ASIC高,2012年西瓜FPGA矿机火了大约半年之后,很少再有同类产品出现,基本已被市场遗忘。

不过,FPGA虽然在计算SHA256算法不如ASIC矿机高效,但它可以用于Scrypt计算,可以用来挖GPU矿机的币,未来或许有重新崛起的一天。

“挖矿”巨头转战人工智能    未来或将利好AI发展

目前,比特币全网算力由于ASIC设备大量投入运营呈现直线上涨,并且针对个人开发的小型ASIC挖矿设备收益越来越低,大量算力被集群式ASIC挖矿设备独占。

因此也不难预测,挖矿的持续火热将对ASIC市场带来巨大利好。联发科2017年第四季度财报会上透露,台积电12nm产能已经被比特大陆占满。 

数据显示,2017年比特大陆芯片销售额达到了惊人的143亿元人民币,超过了国产手机芯片设计厂商展讯,荣登2017年中国十大集成电路设计公司排行榜第二名,仅次于华为海思。

据透露,2017年上半年比特大陆就已实现净利润超过10亿元人民币,可见数字加密货币浪潮对IC设计企业带来的利好以及对ASIC的巨大需求。 

但随着挖矿难度和市场需求的不断增加,使ASIC、GPU芯片厂商之间的竞争更加激烈。对于芯片厂商来说,在享受了数字加密货币红利的同时,不得不思考这种火热能够持续多久?

这是一个甜蜜的烦恼,一旦数字加密货币的需求全面下降,相关的半导体厂商的业绩无疑也会遭到巨大影响,那么芯片厂商将怎么办? 

昔日的“挖矿”巨头比特大陆,如今已开始经转战人工智能芯片市场,2017年该公司推出的SOPHON TPU芯片成为比特大陆进军人工智能的第一款ASIC芯片。 

据了解,比特大陆从三个维度布局AI产品,第一是AI深度学习的推理芯片,比特大陆AI芯片能够快速迭代,一般九个月迭代一次,能实现系统的快速提升。另外会基于AI芯片做一些细分行业和细分场景的产品和方案,比如说板卡或者行业服务器;

第二是大数据和专有云,基于AI芯片,在行业大数据和专有云方面与行业合作;

第三是机器人,去年比特大陆收购了萝卜机器人,实现了在机器人上的布局。在AI行业上,比特大陆则从安防、互联网、城市大数据三个层面进行切入。 

2017年下半年,全球AI芯片公司开始火热,其中包括了像寒武纪、地平线等一批AI芯片有力竞争者。相比之下,比特大陆入局较晚,但其在芯片领域已有多年的技术沉淀,也将是一个有力的竞争者。

目前,AI芯片市场虽然仍然处于快速增长,但随着AI和比特币的逐渐降温以及市场份额的不断分蚀,最终将只会剩下一两个巨头,究竟谁能笑到最后?还是留给时间和市场解答吧。 

数字加密货币的发展将推动芯片产品向更先进制程和技术转换,以比特大陆为代表的厂商则给AI这个目前备受关注的行业带来了重要补给。即便数字加密货币受到重创,AI对于芯片算力的需求也将能继续推动芯片市场的发展。可以看到,无论是区块链还是人工智能都需要芯片强大的算力来支撑,因此无论哪个领域快速发展,势必将对另一个行业的发展起到积极的作用。

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