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Nvidia的 H100 人工智能加速器,為何成為一顆被全球瘋搶的芯片?

通常最受歡迎的硬件是到處都賣光的手機或游戲機,但今年似乎科技行業的每個人都愿意等待數月并花費大量現金購買您可能永遠不會看到的產品:Nvidia 公司的 H100 人工智能加速器。

英偉達的芯片可以說已經成為推動人工智能繁榮的最關鍵技術。H100 擁有 800 億個晶體管,是訓練支持 OpenAI 的 ChatGPT 等應用程序的大型語言模型的首選主力,并幫助 Nvidia 主導了 AI 芯片市場。

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▲用于人工智能工作負載的 Nvidia H100 處理器,圖源:彭博社
但由于對 H100 的渴望如此強烈,而且競爭對手 Advanced Micro Devices Inc. 和英特爾公司在生產性能相當的芯片方面進展緩慢,這種依賴迫使大型科技公司在 2023 年在處理器軍備競賽中花費越來越多的資金。目前,硬件供應商 CDW 的在線商店中一臺 H100 的售價為 57,000 美元,而他們的數據中心內則堆滿了數千臺 H100。

當 Nvidia 首席執行官黃仁勛 (Jensen Huang) 于 2016 年向 OpenAI 交付該公司第一臺配備老一代圖形處理單元的 AI 服務器時,很少有人能預測到此類芯片將在即將到來的由 ChatGPT 引發的革命中發揮作用。當時,英偉達的顯卡是視頻游戲的代名詞,而不是機器學習的代名詞。但黃仁勛很早就認識到,與英特爾等公司的傳統計算機處理器相比,他們獨特的架構擅長所謂的并行計算,更適合處理人工智能模型所需的大規模同步數據處理。

為了支持 OpenAI 的努力,投資者微軟公司最終建造了一臺配備約 20,000 個 Nvidia A100 GPU(H100 的前身)的超級計算機。Amazon.com Inc.、Alphabet Inc. 旗下的 Google、Oracle Corp. 和 Meta Platforms Inc. 很快就下了類似的 H100 大量訂單,用于建設他們的云基礎設施和數據中心,黃現在將其稱為“人工智能工廠”。中國公司甚至競相囤積較弱版本的英偉達 GPU,由于美國對半導體的出口管制,其性能受到限制。芯片交付時間可能會延長六個月以上。今年春天,馬斯克開玩笑說:“目前 GPU 比drugs更難獲得?!?/p>

撇開抱怨不談,這條重磅產品線讓英偉達的估值躍升至 1 萬億美元以上,并帶動其收入飆升。最近一個季度,其數據中心部門的銷售額達到 145 億美元,幾乎是去年同期的四倍。

但 GPU 瓶頸也讓業界意識到,人工智能產品組合中如此重要的組件依賴單一實體所面臨的風險。為了降低成本并提高性能,谷歌對其內部 TPU 芯片進行了大量投資,而亞馬遜和微軟最近也展示了自己的定制人工智能加速器。與此同時,英特爾正在宣傳其 Gaudi 2 處理器作為 H100 的替代品,AMD 表示其新的 MI300 將在未來幾年打開 4000 億美元的人工智能芯片市場。

對于一些科技巨頭來說,如果他們的產品流行起來,轉向自研芯片可能會造成尷尬的亦敵亦友的局面。一方面,亞馬遜和谷歌不想過度依賴英偉達,但他們也不想損害與世界上最有價值的芯片制造商的關系,并可能危及未來獲得最新、最好的 GPU 的機會。黃仁勛今年早些時候告訴彭博社,他不介意他最大的客戶也成為他的競爭對手,并且他不會區別對待他們。

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無論如何,目前尚不清楚這種新的 AI 芯片競爭是否會在 2024 年顯著削弱 Nvidia 的領先地位。上個月,Nvidia 宣布升級其 AI 處理器,命名為 H200,并表示將在 2024 年推出該處理器。明年第二季度, 亞馬遜和谷歌已經成為首批客戶。

數據中心大贏家:GPU銷量首次超越CPU

長久以來,數據中心都是以CPU為主的天下,英特爾憑借其至強中央處理器(CPU)系列長期主導著整個服務器市場,它是計算機服務器的心臟,就像CPU也是個人電腦的大腦芯片一樣。但是從2023年開始,GPU在數據中心的市場銷售額逐漸開始反超CPU。

眾所周知,芯片巨頭英特爾、英偉達、AMD均在圍繞數據中心競爭。

2023年第一季度英偉達的數據中心業務營收為42.8億美元,此時,英偉達還沒有超過英特和AMD兩家在數據中心的總和。到了第二季度,英偉達在數據中心的營收直接翻番,達到103億美元,接近英特爾和AMD兩家總和的2倍。第三季度,英偉達再創下數據中心營收記錄,達到145億美元的高峰,馬上要接近3倍之多。

可以看出,GPU銷量的增長速度遠快于核心服務器CPU芯片。這也意味著以GPU為代表的加速計算芯片遠遠甩開CPU這樣的通用計算芯片。根據自2019年以來一直跟蹤GPU市場的Mercury Research的數據,英偉達第三季度在數據中心GPU系統市場的份額高達99.7%,不包括任何用于網絡的設備,剩下的0.3%由英特爾和AMD平分。要知道,AMD花了大約四到五年的時間才獲得了數據中心CPU市場20%的份額。

正如英偉達創始人兼首席執行官黃仁勛所言:“一個全新的計算時代已經來臨。全球各地的企業正在從通用計算轉型為加速計算和生成式AI。大語言模型初創公司、消費互聯網公司和全球云服務提供商已經率先行動起來,下一波浪潮蓄勢待發。生成式人工智能的時代正在起飛。”

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英偉達的GPU、CPU、網絡、AI代工服務和AI企業軟件都是全速增長的引擎。

人工智能芯片封裝清洗:

合明科技研發的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種,可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環境中的濕氣,通電后發生電化學遷移,形成樹枝狀結構體,造成低電阻通路,破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層,在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物,還有粒狀污染物,例如焊料球、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等,這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現象。

這么多污染物,到底哪些才是最備受關注的呢?助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分,焊后必然存在熱改性生成物,這些物質在所有污染物中的占據主導,從產品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產品質量最主要的影響因素,離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降,松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質引發接觸電阻增大,嚴重者導致開路失效,因此焊后必須進行嚴格的清洗,才能保障電路板的質量。

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