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作者：葉子凌，編輯：陳彬
大模型革命爆發(fā)后，英偉達(dá)的GPU一躍成為比黃金還珍貴的資源。臺(tái)積電的產(chǎn)線全速運(yùn)轉(zhuǎn)，訂單交付依舊遙遙無期?？萍脊緜兏芍钡耐瑫r(shí)，開始思考起一個(gè)問題：
誰能提供替代品，打破英偉達(dá)的壟斷？
最受期待的是英偉達(dá)的老對(duì)手AMD。昨天凌晨，AMD推出了新一代AI芯片MI300X，并拉來了微軟、Meta等科技公司高管站臺(tái)，正式向“壟斷者”英偉達(dá)發(fā)起沖鋒。
然而，據(jù)AMD自己的估算，2024年公司的AI芯片收入大約是20億美金——還不到英偉達(dá)三季度數(shù)據(jù)中心收入的1/7[1]。這么一對(duì)比，AMD顯然更適合坐小孩兒那桌。
事實(shí)上，如果按照收入計(jì)算，AMD甚至不是全球第二大AI芯片公司，這個(gè)稱號(hào)其實(shí)屬于博通。
博通是全球最大的通信公司之一。研究機(jī)構(gòu)Semianalysis的預(yù)估，AI芯片會(huì)在2024年給博通帶來80-90億美金的收入，幾乎是AMD的4倍有余[2]。過去一年，博通的市值因AI芯片節(jié)節(jié)攀升，令同為通信巨頭的高通羨慕不已。
估計(jì)黃仁勛也沒想到，前有產(chǎn)能問題后有出口禁令，自己忙前忙后還得挨罵，你小子居然躲在后面悶聲發(fā)大財(cái)。
在英偉達(dá)的芯片霸權(quán)之下，博通為什么成了大贏家？
1+1＜2
博通的故事，要從谷歌講起。
2016年，谷歌DeepMind團(tuán)隊(duì)帶著AlphaGo驚艷亮相，以4-1戰(zhàn)勝韓國(guó)圍棋國(guó)手李世石，又在第二年擊敗了柯潔。伴隨著AlphaGo的出圈，幕后功臣TPU也走到臺(tái)前。
TPU是谷歌自研的AI芯片，用于取代英偉達(dá)的GPU。當(dāng)時(shí)，英偉達(dá)的GPU主要服務(wù)于游戲玩家，在AI訓(xùn)練時(shí)圖形單元集體摸魚，存在明顯的性能浪費(fèi)。
因此，谷歌重新設(shè)計(jì)了芯片架構(gòu)，并找到了一個(gè)關(guān)鍵的合作方——博通。谷歌設(shè)計(jì)的芯片藍(lán)圖，都由博通進(jìn)行物理實(shí)現(xiàn)。
物理實(shí)現(xiàn)是芯片設(shè)計(jì)的后半程，是將邏輯電路轉(zhuǎn)換為有物理連接的電路圖的過程。博通繪制好物理版圖后，再送去臺(tái)積電流片，流片成功后的芯片正式進(jìn)入制造環(huán)節(jié)，整個(gè)過程也都由博通和臺(tái)積電進(jìn)行反饋和調(diào)整。
簡(jiǎn)單來說，博通算是谷歌自研TPU時(shí)找的外包商。
谷歌之所以找博通合作，不僅是看中了博通的芯片設(shè)計(jì)能力，更因?yàn)樗芙鉀Q一個(gè)關(guān)鍵問題：芯片之間的通信問題。
眾所周知，算力不足是制約人工智能行業(yè)前進(jìn)最重要的因素，這背后其實(shí)是通信的鍋。
通常情況下，AI芯片中的計(jì)算單元其實(shí)已經(jīng)完成了計(jì)算，但受制于通信效率，只能傳輸那么多算力。也就是兩塊芯片合作工作，性能并不是簡(jiǎn)單的1+1=2。
換個(gè)簡(jiǎn)單易懂的說法，AI芯片相當(dāng)于一家做外賣的商鋪，它一小時(shí)能做100單的外賣，但同一時(shí)間段的外賣騎手最多只能送50單。
所以美國(guó)在第一輪芯片制裁時(shí)，選擇一刀砍在芯片通信速率上，顯然是知道七寸在哪兒。
兩個(gè)芯片之間的通信有損耗可能不是大問題，但數(shù)據(jù)中心內(nèi)動(dòng)輒成百上千個(gè)芯片共同運(yùn)作，由此帶來的性能損耗就足夠讓資本家肉疼了?？紤]到AI訓(xùn)練對(duì)大規(guī)模并行計(jì)算的苛刻需求，怎么讓1+1盡可能等于2，成了迫在眉睫的問題。
博通作為通信巨頭，恰巧擁有能讓1+1盡可能接近于2的工具，最關(guān)鍵的是一個(gè)叫做SerDes（串行器/解串器）的通信技術(shù)。
SerDes接口通過在傳輸之前將低速并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為高速串行數(shù)據(jù)，然后在接收端轉(zhuǎn)換回并行數(shù)據(jù)，目的在于允許數(shù)據(jù)從一個(gè)TPU高速移動(dòng)到另一個(gè)TPU，提升信號(hào)傳輸效率。
而在該領(lǐng)域，博通是無可爭(zhēng)議的壟斷巨頭。在全球50GB/S的SerDes市場(chǎng)中，博通占據(jù)了76%的市場(chǎng)份額[4]。
有了博通的加持，谷歌自研芯片的項(xiàng)目進(jìn)展出人意料地順利。TPU從設(shè)計(jì)開始，僅用15個(gè)月時(shí)間就部署進(jìn)了自家數(shù)據(jù)中心。
經(jīng)過測(cè)試，初代TPU的性能和功耗都大大勝過了英偉達(dá)同期的GPU。隨著大模型戰(zhàn)爭(zhēng)拉開序幕，谷歌大舉增加了TPU訂單，使得博通一躍成為僅次于英偉達(dá)的AI芯片廠商。
谷歌吃完自研AI芯片的螃蟹，Meta、亞馬遜、特斯拉這些不想交英偉達(dá)稅的科技巨頭，自然是拿起谷歌的作業(yè)就抄，也就無一幸免地復(fù)刻了谷歌的關(guān)鍵步驟：與博通合作。
也許有人會(huì)問：這么關(guān)鍵的技術(shù)，怎么就落到博通手里了？
答案可能有些出人意料：不能說是天上掉餡餅，但也差不多。
買來的護(hù)城河
2021年，有著美國(guó)芯片界奧斯卡之稱的DesignCon，將“年度工程師獎(jiǎng)”的殊榮頒給了一位華人女性：Cathy Liu。
她畢業(yè)于清華大學(xué)，2002年開始研究SerDes相關(guān)技術(shù)，在美國(guó)擁有20多項(xiàng)專利。如今，她領(lǐng)導(dǎo)著博通的SerDes團(tuán)隊(duì)，擔(dān)任首席架構(gòu)師。
博通能拿下半個(gè)硅谷的定制芯片訂單，可以說與Cathy Liu的個(gè)人奮斗息息相關(guān)。
獎(jiǎng)項(xiàng)頒布第二天，這名芯片設(shè)計(jì)師的職業(yè)經(jīng)歷就在各大媒體間流傳，人們很快發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的事情：過去20多年，劉女士從未主動(dòng)請(qǐng)辭，簡(jiǎn)歷上卻有4個(gè)老東家。
在美國(guó)完成博士學(xué)業(yè)后，Cathy Liu于2002年在一家名為DataPath Systems的公司，開啟職業(yè)生涯。然而不到一年，DataPath就芯片公司LSI所收購(gòu)。
幾年后，LSI又從“獵手”變成了“獵物”，被安華高（Avago）所收購(gòu)。后來，安華高又收購(gòu)了博通，順便把自己的名字也改成了博通。而Cathy Liu則伴隨幾次收購(gòu)，歷經(jīng)輾轉(zhuǎn)最終成為博通的一員[6]。
在這期間，她本人的工作重心倒是沒什么變化，一直專注于SerDes技術(shù)的解決方案，很可能辦公室都沒搬過，就莫名其妙換了四次東家。
Cathy Liu的職業(yè)經(jīng)歷，其實(shí)是通信行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局的一個(gè)縮影。
博通所處的通信行業(yè)，本質(zhì)是解決信息傳輸?shù)膯栴}。為了讓信息能在不同的設(shè)備、地區(qū)之間暢通無阻，就需要一套全世界都認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)，就像人與人溝通的最基本條件是語言通用。
然而，最高效的標(biāo)準(zhǔn)通常由技術(shù)先發(fā)者制定，并且早早申請(qǐng)專利構(gòu)建護(hù)城河。先發(fā)者可以率先打造一座距離最短的橋梁，后來者再想入場(chǎng)，只能想方設(shè)法繞路。
通信技術(shù)處處涉及協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)、接口，追趕一項(xiàng)通信技術(shù)往往會(huì)在前人的專利墻上折戟。
通信公司想要進(jìn)入對(duì)方的專利領(lǐng)域，其中一個(gè)常用的方法是“交叉授權(quán)”。今年9月，華為和小米就剛結(jié)束一場(chǎng)糾纏半年的專利戰(zhàn)，雙方達(dá)成包括5G在內(nèi)的通信技術(shù)的交叉許可協(xié)議。
但這通常發(fā)生在兩個(gè)互相忌憚的巨頭之間。當(dāng)雙方力量懸殊時(shí)，行業(yè)內(nèi)更為簡(jiǎn)單粗暴的解決方案是：收購(gòu)。
博通的前身安華高，本身僅約5000件專利與申請(qǐng)案，但經(jīng)過針對(duì)LSI、PLX、Emulex、CyOptics以及英飛凌光學(xué)部門的一系列收購(gòu)，專利總數(shù)增長(zhǎng)至2.3萬件。
而最后收購(gòu)的原博通公司，專利高達(dá)2.7萬件。這也是為什么安華高以小吞大原博通后，直接將自己改名為博通公司[5]。
高通在基帶芯片上把蘋果的脖子卡的死死的，也是因?yàn)楦咄ǖ睦媳拘衅鋵?shí)是通信。相比芯片公司在晶體管的縫隙里挑戰(zhàn)物理學(xué)極限的浪漫，通信公司的商業(yè)模式大多樸實(shí)無華：收專利費(fèi)。
不僅是SerDes這項(xiàng)技術(shù)，連博通向谷歌提供的芯片定制外包服務(wù)，也是來源于LSI。順帶一提，黃仁勛在創(chuàng)辦英偉達(dá)之前，曾在LSI工作過；昔日東家今日對(duì)手，緣分有時(shí)就是這么奇妙。
過去數(shù)十年，這種“大魚吃小魚、小魚吃蝦米”式吞并，曾反復(fù)在通信行業(yè)上演。目前僅剩的通信企業(yè)，大多都是巨無霸，布滿了通信技術(shù)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)。
博通在AI芯片的勝利很難說是高瞻遠(yuǎn)矚，更像是行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)與自身業(yè)務(wù)擴(kuò)張需求，推動(dòng)著它四處“吃小魚”，而那枚定制AI芯片的“小魚”剛好成了博通的盤中餐。
老黃可以說自己高瞻遠(yuǎn)矚地在2006年推出了CUDA，你說博通早二十年就預(yù)見了人工智能的浪潮，大概率是沒人信的。
當(dāng)科技公司們風(fēng)馳電掣地駛進(jìn)人工智能的高速公路，都被博通早早修好的收費(fèi)站攔了下來。
又一條惡龍
谷歌在TPU項(xiàng)目初期把訂單交給博通，其實(shí)還有兩個(gè)原因：
一方面，谷歌是家互聯(lián)網(wǎng)公司，芯片都沒怎么做過，在封裝、內(nèi)存、連接性和光學(xué)等領(lǐng)域更是文盲水平，很難自力更生。另一方面，谷歌當(dāng)時(shí)對(duì)TPU的需求量并不大，因此外包給博通是最為省力且經(jīng)濟(jì)的選擇。
但當(dāng)谷歌需要大規(guī)模量產(chǎn)TPU時(shí)，矛盾就出現(xiàn)了。
眾所周知，谷歌、亞馬遜等公司選擇自研芯片，是為了降低成本，避開“英偉達(dá)稅”。如果選擇自研芯片，定制化程度更高不說，還可以省去大量數(shù)據(jù)中心成本。
但結(jié)果是躲得過英偉達(dá)，躲不過博通。
據(jù)The Information爆料，博通從TPU訂單中獲得了70%的利潤(rùn)率；雖然沒“英偉達(dá)稅”那么夸張，但也不是個(gè)小數(shù)字。
更何況，手握大量專利的博通在合作中格外強(qiáng)勢(shì)。2021年，博通就曾趁著全球缺芯潮的間隙，張口就告訴谷歌要漲價(jià)30%，沒有回旋余地。雙方因此僵持?jǐn)?shù)月，最終還是谷歌認(rèn)了慫。
早年，亞馬遜在購(gòu)買博通的網(wǎng)絡(luò)芯片時(shí)，也曾對(duì)博通的“霸總行徑”苦不堪言：
CEO陳福陽（Hock Tan）經(jīng)常在談判時(shí)即興漲價(jià)，并要求簽署排他協(xié)議。如果亞馬遜提出抗議，博通還會(huì)大幅延長(zhǎng)交貨時(shí)間作為回?fù)鬧8]。
很顯然，“霸道總裁”風(fēng)格是刻在博通基因里的。
因此在2019年，谷歌默默在內(nèi)部組建了一個(gè)新的團(tuán)隊(duì)，從英特爾和AMD瘋狂挖人，“擺脫博通”的計(jì)劃已成為公開的秘密。
這讓博通陷入了與英偉達(dá)非常相似的難題：自己的客戶，都會(huì)變成自己的敵人。
博通雖強(qiáng)，但也并非唯一的選擇。博通獅子大開口之后，谷歌的備胎——Marvell也走入大眾的視野。在SerDes市場(chǎng)，Marvell的市場(chǎng)份額為23%，是行業(yè)內(nèi)第二大玩家。
不過，至少截至目前，“擺脫博通”都只是一個(gè)美好的愿景。
谷歌、亞馬遜一面加速自研，一面和博通討價(jià)還價(jià)，最終都選擇硬著頭皮買單。關(guān)于“谷歌要離開博通”的新聞發(fā)酵當(dāng)天，谷歌就立馬站出來辟謠，表示博通是“優(yōu)秀的合作伙伴”。
金融分析師們也普遍站隊(duì)博通。德意志銀行在報(bào)告里寫到：
“我們毫不懷疑博通每推出一代產(chǎn)品都會(huì)與其主要客戶展開激烈的價(jià)格談判，但博通成功地維持了這些合作關(guān)系，我們預(yù)計(jì)這一次最有可能的結(jié)果也是如此[9]?！?/p>
華爾街日?qǐng)?bào)的總結(jié)則更不客氣：谷歌想拋棄博通，還遠(yuǎn)不到時(shí)候。
因此，谷歌目前的目標(biāo)聽上去也很實(shí)際：預(yù)計(jì)2027年實(shí)現(xiàn)自力更生。但這話也沒有說得太滿：“如果博通降價(jià)，繼續(xù)合作也是可以考慮的?！?/p>
但對(duì)博通來說，他們也許有著更深遠(yuǎn)的顧慮。
尾聲
今年以來，英偉達(dá)的股價(jià)如同一輛兩只踏板都是油門的超跑，一路暴漲約220%，沖到了全球市值第六。然而，有女版巴菲特之稱的Cathie Wood卻選擇在此時(shí)清倉(cāng)英偉達(dá)，驚得一眾基金經(jīng)理摸不著頭腦。
木頭姐清倉(cāng)的理由其實(shí)很簡(jiǎn)單：英偉達(dá)的處境和頂峰時(shí)期的思科太過相似了。
思科是一家售賣網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備的通信公司，曾經(jīng)被視為“互聯(lián)網(wǎng)淘金時(shí)代的賣鏟人”，大受追捧。1994年到2000年期間，思科股價(jià)上漲了55倍，營(yíng)收上漲10倍。
但隨著全球互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施搭建完成，思科的“鏟子”漸漸賣不動(dòng)了。此后20年，反倒是谷歌、亞馬遜、Facebook這樣的軟件公司，成功挖到“金礦”并一躍成為全球最有價(jià)值的公司。
歷史上，賣鏟子的公司在一飛沖天之后，往往都有著相同的宿命：產(chǎn)品飽和乃至過剩-技術(shù)和生產(chǎn)能力開始轉(zhuǎn)移-最終重新沉寂。
當(dāng)人工智能的基礎(chǔ)設(shè)施鋪設(shè)完畢，新的芯片可以賣給誰？
對(duì)英偉達(dá)來說，這番“靈魂拷問”其實(shí)并不完全適用，因?yàn)樗€有CUDA搭建起來的軟件護(hù)城河，還有多元化的產(chǎn)品組合。
相比之下，博通才是更像思科的那一個(gè)。
參考資料
[1]?AMD forecasts $2 billion sales of AI chips, helping shares rebound，Reuters[2]?Broadcom’s Google TPU Revenue Explosion, Networking Boom, VMWare Integration，semi analysis[3]?To Reduce AI Costs, Google Wants to Ditch Broadcom as Its TPU Server Chip Supplier，The Information[4]?Marvell收購(gòu)的Innovium，是唯一能搶下博通份額的網(wǎng)絡(luò)芯片廠商，EETimes[5]?Avago＋Broadcom＝專利新強(qiáng)權(quán)，中國(guó)電子報(bào)[6]?Broadcom’s Cathy Liu Wins DesignCon 2021’s Engineer of the Year Award，all about circuits[7]?Nvidia Makes Nearly 1,000% Profit on H100 GPUs: Report，Toms Hardware[8]?Amazon Steps Up Silicon Ambitions With New Networking Chip，The Information[9]?博通的AI業(yè)務(wù)前路崎嶇，但不會(huì)輕易流失，華爾街日?qǐng)?bào)[10]?Cathie Wood：我為何拋棄了英偉達(dá)，新硅NewGeek封面圖片來自shotdeck
編輯：陳彬,視覺設(shè)計(jì)：疏睿,責(zé)任編輯：陳彬
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