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挖矿”刺激GPU与ASIC需求 为何还利于AI发展?

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,即便各国监管部门接连对数字加密货币进行了密集打压使其遭遇断崖式下跌,但暴跌之后往往会迎来“报复式”的上涨,吸引更多人加入“挖矿”队伍。因此,“挖矿”的火爆直接导致了GPU的涨价及缺货,效率更高的ASIC也爆发出更大的商机。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?

挖矿为何导致GPU缺货并刺激ASIC需求?

开始探讨挖矿的影响前,首先需要了解的是什么是挖矿,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,根据设计,比特币的总数量不会超过2100万个,并且新发行的比特币会越来越少,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”影响半导体产业链 未来也将利好AI发展

据了解,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年第四季度财报法说会上,投资者提问就透露,台积电12nm产能已经被比特大陆占满。另外数据显示,2017年比特大陆芯片销售额达到了惊人的143亿元人民币,仅次于华为海思,成为中国第二大的IC设计公司。据知情人士透露,2017年比特大陆每月利润可达3000万美元,2017年上半年便已实现净利润超过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。

除了IC设计的比特大陆,封测及代工厂商也在这波数字加密货币浪潮中受益颇丰。根据台积电最新的季度财报显示,数字加密货币挖矿相关业务每季度收入在3.75亿美元左右,占集团销售额的5.1%。随着加密货币的价格不断升值,这个业务板块很可能在今年第一季度增长至约10%。另外,近日有报道称从1月份开始,三星电子为一家不具名的中国采矿设备供应商生产ASIC挖矿芯片,中国的合作伙伴将分发这些芯片,虽然有分析师估计全球九成ASIC芯片都由台积电生产,但如果报道属实无疑证明了挖矿芯片这一市场具有足够的吸引力。

封测环节,有媒体报道供应链的消息显示今年大陆封测业紧从比特大陆一家公司中就能获益30亿元人民币左右。封测机台方面,野村控股分析师和田木哲哉此前在一份报告中写道,日本的半导体制造设备生产商Ulvac Inc.和爱德万测试等公司也可能从比特币上涨中获利。

可见,从半导体产业链从上游到下游都能在这一轮的数字加密货币中获益,并且随着挖矿难度的增加市场需求的增加,ASIC芯片、GPU厂商的竞争都会更加激烈。不过关于比特币或者说数字加密货币,到底是一个骗局还是革命的争论一直存在,我们只能等待时间给我们答案。但对于芯片厂商来说,在享受了数字加密货币的红利的同时也不得不思考这种火热能否持续,这是一个甜蜜的烦恼。万一数字加密货币崩盘,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?

以比特大陆来说,伴随着市场需求的增长,2017年该公司推出的SOPHON TPU芯片也是比特大陆进军人工智能的第一款专用定制芯片。比特大陆产品战略总监汤炜伟曾预判,在芯片层面,比特币矿机芯片走过了从CPU到GPU再到ASIC专用芯片的进程,与之类似,人工智能芯片也将重演从CPU到GPU再到ASIC的进程。

因此,笔者认为随着数字加密货币的发展将带动半导体产业链向更先进制程和技术转换,推动GPU、ASIC、FPGA芯片算力的提升。同时以比特大陆为代表的厂商给AI这个目前同样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,因此无论哪一个快速发展,势必将对另一个行业的发展起到积极的作用。(作者:包永刚)


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