来源：融中财经（id：thecapital），作者：郑伟
aigc热潮带火了大模型，也带火了整个ai芯片赛道。不过，当中受益最多的，则是手握高性能ai芯片的英伟达。作为训练ai用的必备硬件，英伟达的高端芯片瞬间走俏，甚至是“一卡难求”。
本周英国《金融时报》报道，为了确保在“百模大战”的竞争中胜出，以百度、腾讯、阿里巴巴和字节跳动为代表的互联网巨头一口气向英伟达下了50亿美元的大单，来争抢高性能ai芯片。实际上不止中国企业，国外的openai、谷歌、meta、亚马逊等，所有搞生成式ai的企业，都极度依赖英伟达的ai芯片来训练。
有统计数据显示，目前，英伟达已占据全球ai计算芯片市场的80%到95%份额。绝对的市场垄断为英伟达带来了巨大收益。自2023年年初以来，英伟达股价已经增长了170%。在英伟达发布了2023年第一季度财报后的短短一周内，其股价更是飙升超过了25%。截止到5月底， 英伟达 股价一度创下419.38美元的历史新高， 成为全球第一家市值超过万亿美元的芯片企业。
01 挑战英伟达这家独角兽又募了1亿美金
有垄断的地方就会有挑战者出现。加拿大ai芯片初创公司tenstorrent，便是一家勇于向巨头发起挑战的新锐企业。
tenstorrent的ai芯片（图片来自tomshardware.com）
路透社近日报道，tenstorrent公司成功从现代汽车集团和三星的投资基金中筹集到1亿美元。这笔资金将用于研发团队的开支与投入，比如人工智能芯粒（chiplet）的开发，及其机器学习软件路线图的制定。
此轮融资是tenstorrent公司迄今为止的第7轮融资。与以往不同，本轮资金来源不是传统风投机构，而是从现代、三星这样的利益相关产业j9九游会的合作伙伴处募得。
本轮融资的资金分为三个部分：现代汽车集团3000万美元，起亚汽车2000万美元，剩下5000万美元来自三星catalyst fund和其他投资者，包括富达风险投资、eclipse ventures、epiq capital和maverick capital等。
在获得本轮融资之前，tenstorrent就已筹集到2.345亿美元，估值达10亿美元，成为一家独角兽新贵。截至目前，tenstorrent已筹集资金总额超过了3.5亿美元，最新估值有望提升至14 亿美元以上。
现代汽车集团执行副总裁兼全球战略办公室(gso)负责人heung-so kim表示，“tenstorrent的高增长潜力和高性能ai芯片，将帮助集团确保未来移动出行获得有竞争力的技术。通过这项投资，集团希望开发优化出有差异化的半导体技术，以帮助未来的智能汽车发展，同时增强人工智能技术开发的内部能力。”
三星电子执行副总裁兼三星半导体创新中心负责人marco chisari也指出，“tenstorrent行业领先的技术、高管领导力和积极的路线图促使我们共同领导这一轮融资。我们很高兴有机会与tenstorrent合作，加速人工智能和计算创新。”
除了对这家新锐企业的肯定外，实际上吸引到产业伙伴与投资方关注的，是芯片领域的传奇人物jim keller的加入。
02 锄强扶弱人送绰号硅谷游侠
对于jim keller，可能大多数人并未听说过，但如果在芯片产业里提及他的名号，相信会被不少人视作“神”一般的存在。从业近40年的他，入职扶持过amd、intel、苹果、特斯拉等科技巨头。有业内人士调侃，他这是为了照顾芯片产业的均衡发展，所以就有了“硅谷游侠”的叫法。
1984年，jim keller从宾西法尼亚州立大学获得了电子工程学士学位后，便投身于芯片行业。尽管没有读研攻博，但却天赋异禀靠实力在净是高学历人才的芯片界混的风生水起，还能在各大芯片巨头企业间“横着走”，成就了一代传奇。
毕业后，jim keller首先加入了当时风头正劲的dec公司，并在那里工作了整整15年。期间，jim keller从一个芯片小白逐渐变成了一位能够独当一面的芯片架构师。他参与并主导了alpha 21164和21264两款处理器的设计，而这两款处理器日后对许多架构师和设计者都产生了深远影响。
在离开dec后，jim keller便开启了他开挂般的芯片设计人生。1998年，他加入了amd，协助研发了amd athlon（k7）处理器，并担任了处理器k8的架构师。通过k8架构，amd首次具备了与intel竞争的实力。同时，他参与了x86-64的架构设计，令amd在技术路线上第一次超越了intel。两项成就使得jim keller声名大噪。
1999年，jim keller加入了sibyte，从事基于mips架构的网络处理器研发，设计出1gbit/s网络接口的mips芯片。当时他不知道，正式mips架构为后来的苹果a系列芯片奠定了基础。2004年他离职加入了p.a. semi。
2008年，苹果公司收购了p.a. semi，jim keller自然进入苹果公司，并参与到苹果自研芯片的设计中。任职期间，他主导设计了a4、a5两代移动处理器，应用于iphone 4/4s、ipad/ ipad2等设备，成为苹果a系自研芯片的起点。据说乔布斯对这两款自研芯片非常满意。因为此前iphone 3使用的是三星芯片，现在可以使用自主定制芯片对乔布斯来说是一大进步。但jim keller并不留恋已有成绩，在苹果a系列芯片大热之际，选择重回amd。
2012年，当时amd在pc处理器设计上又远远落后于intel。jim keller决定重回落败的老东家，带领开发了代号zen（禅）的革命性微架构。zen架构号称可以将amd处理器的性能提升40%，但当时很多人并不相信，认为是夸大其词，然而事实证明了一切。zen成为amd历史上最著名的架构，一举扭转颓势，帮助amd逆袭夺回高端x86-64处理器的领先市场地位。jim keller也因此获得了"zen之父"的美誉。
2015年，jim keller再次功成身退，离开了amd。而这次他将加入特斯拉，仗义相助埃隆·马斯克。在特斯拉工作三年，他开发设计出面向自动驾驶的ai芯片——autopilot，据说有100万的出货量，为特斯拉实现完全自动驾驶打造了硬件基础。
2018年，面对失去芯片产业领先地位的intel，jim keller又重新来帮他。任职高级副总裁，主导前沿探索项目ngc架构的研发，以提前布局未来十年。据称，在intel，他曾领导多达10000人的工程师，估计这个记录将无人能够打破。
时间来到2021年，英伟达正拿着a100（当时业内最高性能ai芯片）大杀四方，没有个敌手。不过“游侠”眼里怎容得了沙子。jim keller决定离开intel搞ai芯片，于是加盟到前面所提的tenstorrent公司，目前担任ceo。
从履历上看，jim keller从业近40年来，先后参与了alpha、mips、x86、ai及arm等不同指令集的芯片研发，可以说把主流指令集都过了一遍了。自加入tenstorrent后，助公司在强敌环伺的ai芯片界迅速建立起口碑，并且拉到融资，相信与这位芯片设计大神的参与不无关系。
03 初生牛犊不怕虎ai芯片迎来挑战者
tenstorrent成立于2016年，由前amd ljubisa bajic、milos trajkovic和ivan hamer创立，在多伦多和奥斯汀大约有70名员工，算是名副其实的“小公司”。不过公司的关键成员都有芯片设计背景，甚至堪称“芯片设计天团”。除了上面介绍的jim keller外，创始人ljubisa bajic就曾是英伟达和amd的资深架构设计师，但现已宣布退休，转而担任顾问，后续仍会继续探索下一代aij9九游会的解决方案。
jim keller的前同事intel前首席架构师raja koduri也加入为tenstorrent董事会成员。其对英特尔技术和架构有诸多贡献，尤其是在2022年将高性能图形业务的3条新产品线推向市场。“他是业内为数不多的了解cpu、gpu、ai和半导体业务方方面面的人之一，对tenstorrent的业务增长来说是一笔巨大的财富。” jim keller介绍到。
另外，tenstorrent ascalon的首席架构师是wei-han lien，他曾是负责苹果“宽”cpu微架构的设计师之一，该架构每个时钟最多可执行8条指令。例如，apple的a14和m1 soc具有八个宽的高性能firestorm cpu内核，在推出两年后，它们仍然是业内最节能的设计之一。lien可能是业界“宽”cpu微架构方面最好的专家之一，据悉，他是唯一一位领导工程师团队开发八宽risc-v高性能cpu内核的处理器设计师。
了解完团队骨干，我们再看看tenstorrent公司的产品。他们计划以异构和chiplet（芯粒）设计的形式来开发risc-v和ai芯片。目前tenstorrenst已经开发出基于12nm工艺的grayskull和wormhole两款芯片，fp8算力高达328tflops。其中，grayskull包含120个定制内核，拥有强大的tensix处理核心阵列，每个tensix核心具备完全c 可编程、多线程、前端功能；高面积和功率效率矩阵计算引擎；强大灵活的simd引擎等。而该公司最近还将推出black hole 独立ml计算机芯片，采用6nm工艺打造，基于用于异构运算的sifive risc-v x-280架构，计划于今年推出。同时，整个软件栈只有约50,000行代码。与大多数其它需要定制开发流程的ai专用集成电路（asic）不同，tenstorrent的适应性和灵活性非常强，支持所有主流工具链、框架和运行时。所以英伟达的最大优势——极易开发，正在受到挑战。
在高性能ai芯片方面，tenstorrent计划于2024年推出可对标英伟达最新发布的gh200 grace hopper平台，通过3nm的cpu芯粒和ml/ai芯粒相结合的高度可配置高性能设计。cpu侧有16个核心，而ai小芯片则包含40个核心。ai芯粒群和cpu芯片各拥有四个内存芯粒，并且整个芯片组连接到io芯粒来扩展pcie等功能。
jim keller表示， tenstorrent的目标是可以比类似性能的gpu系统便宜5到10倍。 我们使用的内存带宽要少得多，因为我们有一个图形编译器，而且我们的架构比gpu更像是一台数据流机器，所以可快速将数据从一个处理元素发送到另一个处理元素。这样就避免了使用昂贵的hbm硅中介层。同时，我们的芯片上有网络端口，利于通过网线互联组成大型阵列集群进行横向扩展，而无需通过其他交换机。从技术上讲，这就是我们的方法比英伟达的方案更便宜的原因之一。此外，我们还支持开放的技术许可转让，方便大家构建生态。
04 ai芯片赛道迎来新风口国内玩家几何
尽管挑战者不容小觑，英伟达仍然在ai芯片领域占据了绝对的领先地位，在云端训练和推理场景中占据绝大部分市场份额。除了英伟达，还有amd和英特尔。不过随着我国的大力发展，近几年国内也有不少企业进入这个赛道，逐步取得进展。
据idc预测，中国ai算力规模将保持高速增长，预计到2026年将达1271.4eflops，cagra（2022-2026年）达52.3%。在此背景下，idc预测异构计算将成为主流趋势，未来18个月全球人工智能服务器gpu、asic和fpga的搭载率均会上升，2025年ai芯片市场规模将达726亿美元。国内企业如寒武纪、平头哥等1.0时代的玩家，现已成为优质ai算力芯片的上市公司。另外，也有越来越多的ai芯片初创企业积极加入，包括各方资本在此领域不断加大投资力度。
以2022年为例，摩尔线程、天数智芯、沐曦、登临科技、深流微、凌久微电子、砺算科技等多家企业获得资本融资。其中，摩尔线程15亿、天数智芯超10亿、沐曦10亿，这三家的融资金额较大。
摩尔线程成立于2020年10月，是一家以全功能gpu芯片设计为主的集成电路企业。目前，摩尔线程已经发布两颗基于其musa统一系统架构打造的多功能gpu芯片——“苏堤”和“春晓”，以及系列gpu软件栈与应用工具。
天数智芯在2022年7月宣布完成超10亿元的c 轮及c 轮融资。该公司是一家研发、生产gpgpu高端芯片及高性能算力系统提供商，2018年开始启动云端7nm gpgpu芯片研发。2021年3月正式对外发布7nm云端训练通用gpu产品——天垓100。截止至2022年3月底，天垓100实现销售订单近2亿元，落地200多个应用场景。
沐曦于2022年7月5日宣布完成10亿人民币pre-b轮融资。这是沐曦2020年9月成立之后的第五轮融资，总计获得超20多亿元投资。沐曦第一颗高性能通用gpu芯片于2022年1月顺利流片，采用7nm工艺，以ai推理为主，可应用于人工智能、自动驾驶、工业和制造自动化、智慧城市、自然语言处理、边缘计算等领域，计划2023年量产，可应用于ai训练、科学计算的更高端芯片，研发已进入收尾阶段。
大模型时代，算力已成至关重要的基础设施。为满足ai和hpc激烈的市场竞争，需要实现高性能和通用性兼备的算力支撑。随着ai算法与芯片架构绑定越来越深，我们期待在国内也能看到如tenstorrent这样敢于挑战巨头的ai芯片企业越来越多，在技术上进行架构创新，在生态上步步为营。当然也期待各方资本的积极涌入，共创共赢。
