UXL基金会对智算产业发展的影响分析及启

中移智库 UXL基金会对智算产业发展的影响分析及启示 中国移动研究院战略与产业研究所2024年4月 摘要 中移智库 2024年3月，英伟达明确禁止其他厂商硬件运行其CUDA架构（统一计算设备架构），CUDA上承AI应用、下接AI硬件，功能类似操作系统，是智算产业发展的关键环节。英伟达此举进一步强化了智算产业掌控能力，智算产业面临高度垄断的风险。由此，以实现跨硬件平台互通为愿景，由谷歌、英特尔等成立的UXL基金会引起产业界的广泛关注。从信息通信产业发展历史规律、智算产业发展现状和UXL基金会成员构成来看，UXL基金会有望打破英伟达垄断，推动形成更加开放、健康的智算产业生态。基于此，本报告提出以下两点建议：一是通过强化顶层规划设计、产业合作等，引导推动国内形成开放合作的算力产业生态。二是积极参与全球开放合作，探索加入UXL基金会，做好全球智算产业跟踪研究，加快我国算力产业创新发展。 一、英伟达强化智算产业掌控，UXL基金会受到业界 广泛关注 英伟达强化智算软硬件掌控能力，成为左右人工智能发展的关键角色，智算产业持续面临高度垄断的风险。英伟达以A100、H200等顶级GPU为核心，结合NVLink技术为芯片提供高速互联通道，打造CUDA平台辅助开发者释放强大的算力潜能，通过软硬件协同构建了稳固的智算生态体系，牢牢掌握智 中移智库 算产业领域的话语权。JonPeddieResearch研究显示，英伟达2023年第四季度在全球独立GPU市场占有率达80%。2024年3月，英伟达在其CUDA11.6及更高版本的最终用户许可协议中明确表示，禁止其他硬件平台上通过翻译层运行CUDA，进一步强化生态掌控。CUDA上承AI应用、下接AI硬件，功能类似操作系统，是智算产业发展的关键环节。英伟达此举加剧了智算产业高度垄断，给AI产业发展也带来了新挑战。一方面，产业呈现一家独大，挤压上下游生存空间。据Omdia统计数据，2023年半导体行业市场规模达5448亿美元，同比下降8.8%，仅英伟达逆势增长，总营收491.6亿美元，同比增长133.6%，是全球排名前20的半导体企业中唯一增幅超过10%的企业。截至2024年4月，英伟达市值达2.2万亿美元，位列全球第三，是年度市值增幅最大企业。与此同时，众多AI创新企业尚未形成成熟盈利模式，行业龙头企业OpenAI预估2023年收入仅为16亿美元。另一方面，英伟达掌控智算算力分配，左右产业创新发展。AI发展引发智算算力巨大需求，万卡、十万卡级的GPU集群成为常态，谷歌、微软、亚马逊、阿里巴巴、腾讯、百度等国内外科技企业均大规模采购英伟达GPU，导致一卡难求。2024年2月，美国《华尔街日报》和社交媒体接连传出，英伟达可能刻意延后GPU出货，阻碍竞争对手接单。 谷歌、英特尔等成立UXL基金会，试图打破英伟达CUDA 垄断，推动建立开放共享的智算产业生态。2023年9月，统一加速基金会（UnifiedAccelerationFoundation，简称UXL基金会）成立，谷歌、英特尔、ARM、富士通、高通和三星等作为指导委员会成员参与，共同推动实现构建标准统一的异构计算 中移智库 生态系统、推动人工智能和高性能计算开放共享等使命。UXL基金会以英特尔的oneAPI为起点，试图打造一套支持不同厂商、不同架构芯片的系统化工具和软件，计划2024年上半年确定技术规范，在年底前将技术细节完善到“成熟”状态，长期将实现兼容英伟达的硬件和代码。除最初参与公司之外，UXL基金会将吸收亚马逊、微软等云计算公司，以及更多的芯片制造商参与，持续扩大产业生态。 二、UXL基金会有望重塑智算产业格局，促进AI产业 持续健康发展 纵观信息产业发展史，从封闭走向开放是产业生态发展的一般规律。产业发展初期，技术路线不明确、产品形态不成熟，纵向一体化整合、相对封闭生态的企业能够更快在产品性能体验上构筑优势，获取超额利润。到产业发展中后期，技术路线和产品形态共识基本形成，横向开放解耦、兼容策略的平台能够吸引更多合作伙伴，在多样性、创新活力上形成竞争优势。桌面时代，苹果公司作为个人电脑产业的开创者，其Mac机向用户提供包括硬件、软件、内容以及服务的“最完整解决方案”，20世纪80 年代末，Mac机市场份额最高达16%。此后，微软和英特尔联合成立Wintel联盟，大力推广具备优越兼容性的Windows操作系统，到1996年，Mac机市场份额最高点下降至4%，Windows系统则持续主导个人电脑行业数十年，截至 2023年市场份额达72.7%。移动互联时代，苹果采取纵向一体 中移智库 化整合策略推出iPhone，开创智能手机时代。谷歌、英特尔、三星和T-Mobile等成立开放手机联盟，开发和推广Android操作系统，Android的开放性和灵活性获得广泛支持，2018年 Android市场份额达到77.32%的巅峰。AI时代，从全球来 看，英伟达纵向一体化的生态目前居于主导地位。从国内来看，智算算力产业处于起步阶段。UXL基金会的成立表明AI产业的开放生态正在逐步构建。 立足产业发展现状，产业界对于打破英伟达的垄断地位诉求 强烈，资本市场对突围CUDA生态之战持续看好。产业界方面，包括芯片厂商、AI企业等众多产业上下游企业均意识到英伟达在智算生态中居于垄断地位带来的威胁，纷纷试图通过另建一 套软件平台对抗英伟达CUDA。比如，微软积极支持AMD公司对标CUDA生态开发的开源软件开发平台ROCm，成功在该平台上运行GPT-4模型。OpenAI推出的开源Triton架构不仅能在英伟达GPU上实现接近CUDA的执行效率，还能支撑AMD公司的ROCm等平台，兼容更多厂商GPU。华为“昇腾AI”基础软硬件平台已孵化和适配了30多个主流大模型，我国一半以上 的原生大模型基于“昇腾AI”平台打造，包括鹏程系列、紫东系列、华为云盘古系列等。2023年8月，百度也宣布推进在昇腾AI上与文心大模型的适配。资本市场方面，风投机构对打破英伟 达智算生态垄断也寄予厚望，不断加码投资力度。根据 中移智库 PitchBook数据显示，2023年，相关AI初创公司获得了高于20亿美元的风投资金，较2022年增长245%。截至2023年底，风险投资人和企业资金已经向93个打破英伟达垄断相关的AI软硬件生态开发项目累计投资超40亿美元。 UXL基金会基于联盟成员的强劲实力和已初具成效的 oneAPI开源软件，有望推动形成新的AI软件生态。联盟成员方面，目前UXL基金会成员包括谷歌、英特尔、高通、三 星、ARM、富士通、VMware等行业巨头，这些企业均在AI领域深耕多年，具备较强的软硬件技术能力。比如，谷歌2016年推出的TPU芯片至今持续迭代多个版本，更是当前大模型Transfomer软件架构的开创者。高通是移动芯片市场的主导者，正为开发者提供AI软件栈、AIHub等众多AI开发套件和 工具库。技术基础方面，UXL基金会基于英特尔此前推出的 oneAPI计划推进开源生态建设，具备较好的发展基础。oneAPI自2018年推出以来得到了谷歌、微软、Netflix、腾讯、美国阿贡国家实验室、伊利诺伊大学等142家独立软件提供商、操作系统供应商、终端用户和学术用户的支持，其跨平台能力已在实践中经过验证。如剑桥大学OpenZettascale实验室已将其重 要的百万兆级备选代码移植到oneAPI上；ArcvideoTech公司使用OneAPI将多个内核从CUDA架构迁移，实现了在英特尔Flex系列GPU上以更低的功耗高效运行。 三、启示建议 中移智库 当前，智能算力产业正处于封闭垄断向开放合作发展的关键时期。从全球来看，UXL基金会成立表明英伟达CUDA生态一家独大的垄断局面有望被打破。国内智能算力规模正在高速增长，但类英伟达CUDA的垄断生态尚未形成，构筑开放合作生态具备良好基础，建议从两方面开展相关工作。 一是联合智算产业力量，引导推动国内形成开放合作的算力 产业生态。强化顶层规划设计，明确引导推动不同厂商算力平台架构互通的目标路径，保障业务和数据在算力资源间的高效流动互通，实现算力普惠化。强化产业合作，积极与政、产、学、研、用各方合作，从政策引导、标准制定、技术研发、平台建 设、应用创新等多层面着手，打造智算算力开放合作产业生态。二是积极参与全球开放合作，助力我国算力产业加快创新发 展。面向全球开放合作，是我国信息通信产业实现跨越式发展的 重要历史经验之一。当前，我国智算算力产业在全球相对落后，融入全球创新网络，用好全球资源要素，加快产业创新发展，是国内产业发展的内在诉求。建议我国企业积极探索加入UXL基金会的可能，加强与全球产业各方交流合作，充分学习借鉴国外 先进技术、理念，推动国内智算产业创新发展，做好全球智算产业跟踪研究，及时跟进智算算力平台架构的发展趋势动向，适时调整优化发展策略。 中移智库 审稿：战略与产业研究所|宋镇亮本文作者 居佳，就职于中国移动研究院，主要从事创新管理、组织管理等领域研究工作。 姜怡辰，就职于中国移动研究院，主要从事组织管理、组织变革、创新管理等领域研究工作。