随着智能技术的飞速发展，决定算力能力的芯片在人工智能时代的核心作用愈发重要。

　　日前，位于张江浦东软件园的上海天数智芯半导体有限公司宣布，他们为云端市场打造的一款名为Big Island（简称BI）的芯片已进入流片阶段，有望近期展开样品测试，如果进展顺利，有望在2021年投入商用。值得关注的是，这将是国内首款自研的高性能云端7纳米GPGPU芯片，提供更优于对标产品的尺寸、性能、功耗和价格，可广泛应用于人工智能训练和超级计算等场景。

　　GPGPU芯片 智能社会的“大心脏”

　　纵观整个IT系统，从CPU、操作系统、办公套件、整机到服务器，中国都已经初步具有一些商用化的可替代产品，唯独在GPGPU领域，目前还是一片空白。

　　GPGPU全称为通用图形处理器，与CPU（中央处理器）相比，GPGPU因为其技术原理具有并行处理能力强、计算能效比高的特点，并且有很大的存储带宽。因此，在解决人工智能（机器学习）模型训练与推理、高性能计算等海量数据处理方面，GPGPU比CPU效率更高。

　　人工智能模型训练与推理在我们的日常生活中随处可见。例如，安防领域的视频和图像分析，媒体领域的内容生产、审核和字幕生成，电商领域的个性化推荐等等，背后的前提就是通过对海量数据的处理，训练出人工智能模型，然后将模型应用于实际应用。高性能计算则是国之重器，计算机学科中的“明珠”，广泛应用于地质、海洋、天气和气候、高能物理、航空航天等领域，GPGPU和CPU配合应用，成为算力的核心支柱。

　　除了AI云端训练和超级计算外，GPGPU芯片极其衍生的芯片也同样可用于边缘云端和终端。比如，智能工厂在生产过程中并不需要把所有的数据都传输到云端，如果都传输上去的话在处理时滞、带宽、安全方面都会有一定的影响，这时就需要建设一个小型的“数据中心”——边缘云端，进行扁平化的本地处理和控制；再比如，未来的高速公路上，当无人驾驶汽车开过时，车载装置和高速公路旁配备的边缘端就需要进行不断地协同高速计算、并与整个路网进行联络协调。天智数芯董事长蔡全根向记者介绍，随着数字经济进一步推进，特别是5G新基建领域的发展，智能工厂、无人驾驶、智慧城市、智慧安防等对GPGPU的应用会越来越多。天数智芯在今年上半年已经启动代号为Avenger 的芯片开发，沿袭GPGPU架构、同样采用7纳米工艺，根据云端推理场景，增加视频编解码功能，优化推理计算性能，瞄准5G等“新基建”领域。

　　芯片国产化 顺应时代需求

　　GPGPU应用场景的增多带动了广阔的市场前景。根据有关数据预测，到2025年，中国GPGPU芯片板卡的市场规模将达到458亿元，是2019年86亿元的5倍多，年复合增长率高达32%。

　　然而，与迅速增长的市场需求相比，GPGPU的供应并没有得到很好地满足，从不同类型的客户的角度来讲，还是需要更多的选择。全球GPGPU市场供应目前处于美国英伟达公司一家独大的局面，价格昂贵，产品种类单一。以中国的云端人工智能训练芯片市场为例，英伟达所占的市场份额就达到了90%。2017年，因为人工智能训练和数字货币挖矿的需求猛增，GPGPU供不应求，价格高涨，一部分用户尝试将原本用作民用显卡的消费级GPGPU替代用于数据计算，但相关功能被相关厂商在软件驱动上禁用，当时引起一阵纷议。

　　从供应链安全角度，国产GPGPU芯片也格外具有现实意义。为此天数智芯从研发之初就十分注重搭建每个环节的技术架构，目前的GPGPU芯片已实现了完全自主可控的核心技术，核心软硬件产品已具备专利或正在申请专利，以便在公司能力范围内最大程度的保障产品和研发安全，为后续研发、产品更新迭代、生产提供保障。

　　面对强者 他们如何突围

　　7纳米的制作工艺，代表了当前世界GPGPU芯片第一梯队的技术水平。

　　要知道，在天数智芯2018年开始研发7纳米GPGPU芯片时，英伟达也只做到了12纳米。“我们起步就已经落后于国外厂商，如果不具有一定的超前设计，等两年后我们的产品出来就落后了，失去了商用的意义。”公司首席科学家郑金山拥有20多年芯片设计经验，他深知，芯片设计如果一开始没有想好，以后再推倒重来的成本就太高了，尤其是做高端芯片。同时，整个产品的流程必须靠自己啃下所有的硬骨头，才能真正建立起团队的核心能力、并实现充分的软硬件系统优化。

　　在天数智芯的人员构成中，公司研发团队约占总员工的85%，这个“最强大脑“团队既有一批行业经验超过20年的世界级技术专家，也有一大批高执行力5-15年业界经验的技术精英，在美国硅谷还有10名左右的行业专家。

　　为了让客户能“顺滑“轻松地切换到国产的GPGPU平台上，天数智芯从设计思路源头就强调以自己的技术，从软硬两方面合理合法地实现对主流GPGPU生态的兼容，支持通用API，帮助客户和IT人员降低平台迁移成本。此外，团队在芯片设计初始即采取了聚焦通用计算的GPGPU设计战略，在芯片中去除掉了图像渲染功能，使得芯片整体尺寸更小，实现了比国际领导厂商的对标产品更优的性能、更低的成本。

　　郑金山此前曾在AMD带领上海芯片团队成功完成过多款大型GPU芯片的研发。他认为，集成电路和芯片是一项产业链极长、生态交织联动极深的高精尖产业，我们应有清醒的认识：中国在集成电路方面与国际领先水平的差距应该是整个生态系统建设能力的差距，更深层的挑战是多年的IP积累，以及背后对基础研究的长期投入理念、迭代更新、对规律的尊重。路只能一步一步走，必须长期、静心、耐心钻研，没那么多弯道超车的机会。因此，天数智芯注意从现在就开始进行国产GPGPU芯片的生态构建，以及自己核心团队、能力的培养。

　　“长远发展来看，我们会在社会上继续寻找年轻的优秀人才，建立一个人才梯队。另一方面，我们会与大学和研究机构进行合作，天数智芯也希望成为他们的人才实习基地。”蔡全根表示，芯片行业既是技术密集型，又是资本密集型，“我们欢迎有共同发展理念的机构，无论政府还是民间，能够多多参与到我们的发展进程中来，”蔡全根说道。

　　目前，天数智芯凭借且独特的市场切入口和能力，在B轮融资中获得了由大钲资本、Princeville Capital领投的数亿元投资，跟投机构包括上海电气香港有限公司、邦盛资本等，新一轮的融资也即将启动。

　　（光明日报全媒体记者任鹏）