Pat Gelsinger 谈 AI 基础设施的内存墙、封装与能源瓶颈
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在AI数字时代,能源容量就等于经济容量。
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如果我连电都供不上,那建新数据中心、买上百万块GPU又有什么意义?
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你会看到,好多这类数据中心项目会越来越多地出现违约,因为根本就没电。
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每当你有了让某件事变简单的技术,就意味着瓶颈转移到了别的地方。现在瓶颈已经不是芯片了,而是机架。
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我花三个月把它设计出来,但还要再过九个月才能真正开始用它。
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过去30年里,我们到底有过多少种重大的新型存储器?
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30年来第一次,存储器的创新就近在眼前了。
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大概25年前,我就宣布过铜的死刑。
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总有一天我会是对的,这对我们所有搞硬件的人来说都是如此。
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这就像一场摆在我们面前的文艺复兴。
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AI推理加速芯片,而且我敢肯定,我甚至都认不全它们。
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你们为什么投了那么多这类公司?
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你们也一直想分到自己应得的那一份嘛。
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从历史上看,任何行业里都从来没有出现过一百家相互竞争的处理器厂商。
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这是暂时的吗?
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它会重新收敛到少数几家。在我看来,这就像是一场……
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今天我请到了我们尊敬的嘉宾、亲爱的朋友、也是我的前老板,Pat Gelsinger先生。欢迎你,Pat。
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Pat目前是Playground Global的普通合伙人。
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不过你在业界非常非常有名,因为你领导过Intel,当过Intel的CTO,当然还领导过VMware,还有很多其他经历。所以欢迎你。嘿,谢谢。
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Raghu,很高兴和你还有Guido在一起,对吧?对我来说,这感觉有点像是回到了老家,对吧?
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是啊,你知道,就像我们把一年的变化叠加在一起了,对吧?
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但你俩看起来还是老样子。
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我感觉精力充沛,那我们就开始吧。你从来就没有哪天不精力充沛过。
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所以这没什么新鲜的。不过,对,不,咱们其实还是先从你在 Intel 的职业生涯聊起吧,对吧?最近 Andreessen Horowitz 创办了这个 Horowitz and Renaissance Academy,目的就是找到 16 到 22 岁之间有才华的年轻人,
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然后把他们放到一个现代教育环境里,这样他们就能做好准备,将来要么自己做事,要么加入现在的公司。
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你有过类似的经历,比如你上了一所普通技校,然后大概 18、19 岁就进了 Intel,我没记错吧?
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是啊,那真的是一段挺神奇的时期。我当时 16 岁。
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我误打误撞拿了奖学金。我上了技术学校。
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我跳过了高中最后一年半,18 岁那年 Intel 来招人。
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而且我从来没坐过飞机,但已经在技校里爱上了计算机。
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那个面试官,对,他叫 Ron Smith。
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他在他的表上写,我是他那天面试的第 12 个人。
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如果你连续面试了 12 个人,到后面你连男女都分不清了,对吧?你知道,我就是第 12 个。
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他说:聪明、有冲劲、傲慢。他会很合得来。
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所以我就被邀请去 Intel 了,然后,你知道,一切就变得特别棒。
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你知道,一开始是技术员,在 286 末期进了设计团队,你知道,是 386 的第四号工程师,你知道,还是 486 的架构师和设计经理。
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所有这些,都是我一边读本科、硕士和博士,一边做的。
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所以这简直是你可能拥有的最棒的职业道路。
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你白天在学,你知道,晚上就把它付诸实践。对。对。
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我正在迎来一个全新的芯片时代,为了……
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我敢说,你学到的大部分东西和你做出来的东西之间,有很大的差距,因为你在开辟新领域。是啊,从很多方面来说都是这样。
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而且你知道,那真的是这个行业里一段非常不可思议的时期。
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而且我记得,你知道,有一次在一个教授的课上,你知道,他提出了一种新的超前进位加法器设计,对吧?
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而且我在斯坦福的一门课上,所以我说,嗯,我正在做 386 的超前进位加法器。那让我去试试看。
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所以两天后我回去找那位教授,跟他说,这行不通。
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然后我就开始跟我在斯坦福的教授争论起来了。
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而且就像,你知道,怎么说呢,接下来两节课,就全是我和教授在争论,为什么他的设计行不通。
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他有一本书正要出版,里面就用了那个设计。
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所以这特别让人恼火。
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哦,那对他来说时间上可太要命了。
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而且,你知道,我们开始搞内建自测试,对吧?
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你知道,我记得斯坦福的 Ed McCluskey 是我的教授,他可以说是这个领域的鼻祖。
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而且我们有过特别精彩的争论,争论他大部分想法为什么不好、为什么不实用、没法用在真正的芯片里,但我当时正把内建自测试用到 386 里。
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John Hennessey 是我的论文导师,显然他后来干得不错,对吧,我是说?
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我还帮了他事业一把,他后来当上了校长,从那以后他也一直做得不错,所以,是啊,就只是——这个我们待会儿再聊,关于这场讨论里的 CIS 课程,但我想先聊聊 486,抱歉,你继续。
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我在斯坦福教书的时候也有过同样的经历,你知道,你带着一个你认为千真万确的东西来,然后一个在产业界工作的学生来了,说,嗯,其实,不完全是那样。
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所以,你知道,下一次上课你就回来说,好吧,我查过了,你是对的。
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是啊,就是这样,你知道,这就是那种互动的一部分。
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而且我觉得,这就是让硅谷如此独特的一部分原因。是啊。对吧。
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你知道,因为这里有,你知道,这么多公司,还有,你知道,创业精神,它就像融在这儿的水里一样,对吧?
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你知道,就是开创事业、新点子,还有挑战……而你在斯坦福这样的地方当教授,就不能指望不被人挑战,还得享受其中。
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那座象牙塔进进出出的人还挺多的。是啊。我觉得这挺酷的。
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是啊,那么,486可以说是你的一大成就了。
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当然,很多人也都参与了它的研发。
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而且你们当时在芯片设计上还开辟了一些新天地,对吧?
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还增加了芯片本来该承担的功能,等等等等。
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是啊,那也是一段特别神奇的时期,因为那时候还没有你后来所说的 EDA 产业。哦,哇。对,没错。
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而且在 386 的末期,稍微有一点点,但 486 才真的是第一颗用上你所说的现代 EDA 技术的芯片。
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我们做的是高层次设计,对吧,一种描述,RTL 描述,但当时没有 Verilog。
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所以,我们发明了 HDL,也就是 Intel Hardware Description Language。
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所以,我自己写了一种语言。
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嗯,那你就得给这种语言做一个编译器,对吧?
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于是我们就给这种语言做了一个编译器。
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当时也没有自动布局布线。
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所以我们必须把它发明出来,还和 Berkeley 的 Alberto San Giovanni、Vincent Telle 以及他的一些学生合作,做出了最早的那套东西,最早的布线、最早的自动化时序管理。
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所以,他们那时候在某种程度上创造了 EDA。
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很大程度上是这样,而那真的是一个标志性的事件:不仅 486 是这种兼容的流水线微处理器,而且我们还开启了后来构成现代 EDA 产业的许多基础,那真是这个行业一段相当神奇的时期。
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是啊。
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那一代是在 AI 接管 Microsoft 的设计流程之前做出来的吗?
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我现在也正处在类似的转变之中。
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我觉得这里面肯定有一些方面是这样,你知道,我觉得,当你今天看 jalapeno 这样的东西时,对吧,你会说,你知道,那是一种把 AI 用在芯片设计流程里的第一性原理式做法,对吧,就是把很多那些东西都丢掉,现在你……
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从这个意义上说,有些设计环节仍然真的很难。
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在很多模拟方面,SerDes 大概是最好的例子,这些还是没法用 AI 来做。
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你就是得靠大量硅片数据才能搞定这些。
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所以你要么在模拟设计上做得特别保守,保守到——这么说吧——能让 AI 来做,要么就只能用笨办法硬啃。
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但现在,很多逻辑功能真的可以用 AI 工具和技术,以相当不可思议的方式来完成,对吧?
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你的晶体管预算够大,设计工具也变得越来越聪明,再加上少数专家来引导这些工具以及怎么应用它们。
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我真的觉得,在这一点上它会有点像 486,对吧?
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我们以后回看时就会说,没错,那就是芯片设计一个新时代的开端。
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每当你有技术让某件事变得容易,那就意味着瓶颈在别的地方。
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那我们现在能猜一下,未来瓶颈会在哪里吗?
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有些事情看起来 AI 特别擅长,对吧?
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比如创建软件层,你知道,写内核,你知道,还有很多,我觉得,是那种能够在更高层次上指定目标,然后这些目标被翻译成 Verilog 的能力,对吧?
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那么,新的前沿是什么?
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接下来会变难的事情是什么?嗯,你知道,看看今天,你知道,比如说,你懂的,Guido 和 Pat,我们要一起去搞一款很棒的新芯片,我们准备,对吧,你知道,对吧,你知道,而且它会是一款能大幅领先的芯片,因为我们对……有理解。
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它是 2026,它是 2486。
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是啊,我们理解 AI 工作负载,然后也理解怎么把它组合起来,然后是写入、乘法、累加,你知道,寄存器结构。
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同时也能完美看清未来的模型工作负载。
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以及所有那一类东西。
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假设我们放开 AI 工具,我们很厉害,三个月内,我们就为它做出了一个超棒的设计。
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它那些模拟组件,我们一直有点保守。
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不过,今天我们仍然有几个真正的大瓶颈。
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其中一个就是,我们仍然有九个月的硅片加工时间,就像那样展示给他们看。
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所以我能用三个月设计出来,但要真正大规模做成硅片,却要九个月。
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好吧,这太糟了,对吧?
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所以如果我们想要这种创新,就必须真正让那个瓶颈改善,因为我们知道。
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那验证和确认阶段呢,甚至再往后呢?
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嗯,首先,任何东西从晶圆厂出来都至少要三个月。
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而且这还是在我有超级加速的设计流程的情况下,对吧?
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所以我说,我该怎么把它压缩下来呢?
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然后我还得搞先进封装,这些 3D 封装正变得越来越复杂。
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所以那又是大概三个月,对吧?
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然后我还得把它放进机架级解决方案里,因为现在已经不是单颗芯片了,是整个机架。
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所以就是九个月。
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设计它花了我三个月,但得九个月后才能真正开始用。
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那我们怎么开始把设计中的这些环节压缩掉呢?
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我觉得我们需要新的光刻方式才能做到。
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我们需要一种设计流程,在我能把东西做进原型之前,不需要花 5000 万美元的掩膜成本。
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所以,你知道,对我来说,怎么才能把它压缩到一两个月,对吧?
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因为我现在三个月就能完成设计,那怎么才能让它一两个月就搞定呢?
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因为如果我得花一年半才能真正上量、把软件跑起来,好吧,那我对 AI 工作负载的理解,就已经不再适用于我设计的这颗芯片了,对吧?
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你知道,所以,你知道,所有那些——我觉得现在就能实时看到这种情况发生,尤其是在 AI 任务上,是的。
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对,你知道,这几乎,你知道,我们可以从历史上看,就像,你知道,Graphcore 的设计并不差,但世界已经往前走了。对吧。
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你知道,而且,对,你知道,呃,从这个角度看,所有这些方面某种程度上都让“AI 已经把设计这块变简单了”这件事变得没那么关键了,而所有这些制造和规模化的问题,对我来说就成了巨大的瓶颈,对吧?
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当然,另一个瓶颈是内存,对吧?
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你知道,内存带宽,对吧?
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你知道,就这个来说,像我说的,HBM 是个很糟糕的内存。但它已经是我们手里最好的了。
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它是个很糟糕的内存,位密度很差,我被岸线带宽限制住了,还有功耗问题、散热问题,DRAM 不喜欢热。
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把所有东西都集中在一个地方。
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是啊,为此给 AI 一个内存计算的工作负载,效果很糟糕,所以我需要把这种开发和实现压缩到真正可规模化的程度。
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我得把跟它相关的内存问题解决掉。
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所以对我来说,这是我们要攻克的另一个关键瓶颈。
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功耗、供电、散热,而且现在大多数功耗仿真方面都很糟糕。
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你没有好的 3D 建模工具来模拟功耗、功耗耗散、热点等等。你知道,我的输入电压,对吧,你知道,我基本上是在给几乎整个功耗包络留保护裕量,对吧?
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所以本质上,你知道,我因为留保护裕量,损失了 40% 的功耗。
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所以我得在功耗建模上强很多,你知道,而且我的功耗耗散方法也很差,对吧?
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所以,你知道,那个小模型也得改。是的。
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所以所有这些,你知道,在我看来就是接下来的几个大瓶颈,对吧?
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你知道,我该怎么,你知道,把每一个都改进?
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现在,如果我把这些都做到了,好吧,那接下来我们就进入一个令人兴奋的时代了。
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所以谢谢你们做出这些很棒的AI工具,但就算它们都完全部署好了,我还是面临很大的挑战。
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所以我们看到,芯片数量、芯片架构等等方面好像都迎来了一次复兴。是啊,是啊。多亏了这些工作负载。
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是啊,就像现在有一百种AI推理加速器芯片,我肯定都认不全。对,没错。是啊。
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那你们到底为什么还要投这么多这种公司呢?
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我觉得你们投的也不少吧。
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是啊,所以他们都在发挥创意,做出不同的设计假设,要么是在你说的那些组件上,要么是在他们瞄准的Pareto曲线的那一段上。
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那你们觉得这些都有空间吗?
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还是说,我们正处在这样一个世界里:一部分是因为Guido说的AI工具,我们现在有能力做出更多不同种类的芯片。是啊。
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从TAM来看,它巨大无比,不管你怎么看。是啊,说得再挑衅一点。
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历史上,任何行业都从来没有过一百家互相竞争的处理器厂商,对吧?
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那这是一个更加异构的未来吗?
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我们会看到——这会是个暂时现象吗?最后会收敛回少数几家。
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是啊,我觉得这更像个暂时现象,而且我预计它会收敛。
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我觉得之所以会这样,大概有三个不同的原因。
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其中一个,就是你在计算环境里看到的这种逐渐出现的异构化,就是,好吧,现在我有专门做prefill的,也有做decode的。
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然后现在人们又说,嗯,我们真的需要专门为mid-fill做优化,而不只是pre-fill,对吧?
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所以现在我有early pre-fill,也有mid-fill,这是不一样的。
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也许,要是听OpenAI这边的话,就是先speculate再verify,对吧?
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是啊,然后突然之间,我的算力集群就会按工作负载变得越来越细粒度。
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而且我觉得,历史上只要出现这种情况,它就不可持续。
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然后突然之间,你再看这个,现在人们会说,哎,当我转向推理模型的时候,我想要的东西又更像CPU了。
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所以突然之间,我不想要那个层级了,它没有成为我算力容量里占主导的那部分。
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我在这边需要更多,用在模型、模型工作流这些东西上。
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所以我真的不喜欢,我要说,这种规模化的专用化,因为我觉得工作负载会继续大幅变化和迁移。这是第一点。
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第二点是,我觉得今天的模型也即将经历一些进化式的突破,对吧?
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我觉得大语言模型差不多要到极限了,而现在人们开始看,我到底该怎么真正给3D建模,对吧?
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因为当你去做分子、化学品和成像的时候,扁平的大语言模型就不太好用了,所以我觉得我们会看到它的极限,而这会在算法领域引发不同的转变。
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我还觉得,一些最有意思的工作负载会出现在你开始,我会说,把类HPC的东西重新带回到类AI的东西里的时候,突然之间,64位精度又重要起来了。
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那能举个例子吗?
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嗯,想象一下,我的AI模型现在正在归纳出化学分析里最有趣的五个领域。
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那些化学算法会以高精度运行,而这会成为工作负载里的主导部分。
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也就是找到我需要运行的那五个算法,或者把这五个算法跑在不同的化学或生物系统上。
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我确实觉得,随着我们优化AI系统,它们会把我们带回到一些更传统的高性能计算的东西上,所以我也看到了工作负载的这一面。
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话虽如此,这种在计算架构上的极端专用化,对我来说我不喜欢,因为我不觉得两三年、三四年后的工作负载会是那个样子。
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所以这就是一个原因,让我觉得这些AI芯片随着它们越来越针对算力工作负载的某些部分做专用化,未必就一定是对的。
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你知道,第二点,对吧,现在已经差不多有一百来种了,对吧?
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你知道,有好多光学的,有概率的,等等。
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而且你知道,它们不会全都赢,它们不会全都赢是因为说到底,你得让这些东西做出规模来。
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而规模需要,你知道,你得赢,你得拿到资本,你得让工作负载跑上去。
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所以我觉得,你要有一百种这种东西,这有点违背逻辑。
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所以我觉得,它们会重新收拢回来,原因很简单,就是资本市场、市场份额这些,最后胜出的会是那些赢的团队、赢的设计、赢的架构。
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所以我觉得,是工作负载在推动这件事,我也看到行业会自然发生整合。
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然后我还预计,赢家会挑出一些赢家。
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比如说 OpenAI、NVIDIA、Anthropic 会说,我喜欢这个,因为它不只是硬件,关键是硬件和软件怎么围绕它共同演进。
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我确实预计会出现这种情况:这儿有十个我可以为这个挑,我喜欢那一个。
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但这确实需要在软件和工作负载演进上投入,才能真正利用好这些平台。
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出于这三个原因,对,我们会看到,你知道,从这个意义上说,这个领域会收窄。
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还有部署复杂度。对。抱歉,你继续。这完全说得通。我觉得我同意。
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说到这里,我还是想稍微挑起一点争议,就为了把话说清楚。
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你不挑起争议?不,完全不是我。
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你们把它改了,对吧?
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所以很明显,100 家公司不会都活下来,也不会都整合,对吧?
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我完全同意你的论点,说到底,大客户在一定程度上会挑选赢家,对吧?
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今天我觉得,某种程度上,能不能算一线芯片初创公司,不管你到底是不是,关键取决于你在那些真正的大玩家那里有多少市场认可。
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话虽如此,也有一种说法是,你看,在任何一种转型期,你可能都会看到更多不同路线的爆发,而且随着时间推移,这些最终会被洗出来。
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现在,尽管如此,我觉得你可以提出一个论点,基本上就是说,你看,历史上我们标准化到一两种架构,是因为不同的指令集很难搞,你得构建多个编译器,
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基本上,软件复杂性决定了你只能有数量有限的硬件平台。
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这部分在 AI 时代似乎正在发生一点变化。
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如今,要写一个优化的 kernel,我的意思是,我觉得 Jalapeno 就是个很好的例子,他们基本上说,你看,人类已经没法真正给这东西编程了,但一群 agent 一晚上就能搞定。我们要的就是这个。
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所以基本上你可以说,如果你能造出一颗具备某些能力的芯片,那现在构建能充分利用它的软件层和工具就容易得多。
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那会不会导致我们拥有稍微多一点异构性,就是因为以后给这种异构性编程更容易了?对。
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我确实觉得这会改变其中一些东西。
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瓶颈落在哪里,对吧,这方面会变。
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第一个瓶颈,就是我会指出的那个,我们已经聊过了。
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把这些东西造出来仍然要一年半。对。没错。
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然后第二个瓶颈是,不只要花一年半才能把这些东西弄进机架、形成规模等等。
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现在,要让它们有用,好吧,我能借 500 亿吗?
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你说的不是小额资本支出,你说的是非常大的资本支出,还有数据中心、电力承诺等等。
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我得把跟它配套的这套东西大规模建起来,所以结果就是,这会压制很多异构性。
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现在,显然那些大玩家,我们在 Nvidia 对 Grok 做的事情上就看到了这一点。
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好吧,你知道,我们会多少掌控其中一部分异构性,对吧?
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而且,你知道,两年后,你根本分不清 Nvidia 里面是什么 rock,对吧?
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它就会像是又一个专用芯片一样,对吧?你知道,差不多就是那样。
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所以你会看到这些架构,你会多少把异构性藏在它里面,对吧,这在我看来完全没问题,对吧?
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你知道,我的意思是,分层、抽象一直以来在这方面做的就是这件事。
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你知道,但我觉得这些力量很强大,可以说,会让很多异构性暴露出来?
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不。我觉得它会在这些东西底下被抽象掉。
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但说到底,把这些东西大规模造出来仍然很难。
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之前你提到过 HPM 是一种很糟糕的内存。
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它是我们今天拥有的最好的一个,远远胜过其他。没错。
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说到内存这东西,我们都想不起来上一次内存创新是什么时候了。可能就是 Optane。
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我觉得你大概跟这事有点关系。对,那个死了。那个死了。是我们把它干掉的。
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对,是你把它干掉的。
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所以,你觉得内存创新快要来了吗?
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那需要发生什么才行?显然,我们理解规模问题,因为在那里的规模还要大得多。
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但如果先把规模放一边,单从技术角度来说呢?
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对,那咱们来看看这段历史。
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我个人大概至少参与过五种不同的新内存架构,Optane 只是其中之一,对吧?
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你知道,那些也都没能见到天日,对吧。
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这个行业过去30年里出现过的,我大概熟悉将近100种。
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那过去30年里,我们到底有过多少个真正重大的新内存?零。零。
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你知道,好吧,DRAM、SRAM、FLASH,行。还有别的吗?DRAM、SRAM、FLASH。
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你知道,所以我确实觉得,这……
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FLASH 堆叠算是一点点。勉强算吧。对吧?
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但不管怎么说,对吧。
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所以,你知道,从这点来说,挺令人失望的,我们没能创造出下一种物理机制,来实现低成本、高性能、可靠又可量产的内存。
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所以我确实觉得,而且过去三四十年里,内存一直是个糟糕的行业,对吧?
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因为可能一年赚钱,接下来四年都亏钱,对吧?
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所以,咱们去一个五年才赚一年钱的行业搞研发吧,对吧?
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它一直就是,一直就是难到极点,因为它被那种极其剧烈的商品化周期推着走。
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不过,最近这情况有点变化了。
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就过去这五年吗?
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好日子啊,兄弟。
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所以三大内存厂商现在都进了全球市值最高的20家公司。是啊。这变化太疯狂了。
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这事儿就是这么回事,你知道吗,谁能想到呢,对吧,跟它相关的这一切。
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而任何看AI工作负载的人都知道,嗯,你知道,这事儿要难得多,你知道,你知道,预测过去容易,但预测未来就有点难了,对吧?
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而且,你知道,从这一点看,你会说AI就是一个内存世界。没错。对吧,你知道,就在它里面。
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所以我觉得,资本和技术需求结合起来,会让内存创新变得理所当然。
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现在,有两个领域让我很兴奋,你知道,其中一个是,你知道,这个想法,你知道,我确实认为HBM的shoreline带宽限制是个根本问题,对吧?
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所以顺着这个,而且很明显,我们有一家公司D-Matrix在做这件事,但我觉得其他公司也会做,不管是Cerebris还是他们的技术。未来就是堆叠。
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反正你得把内存和——从不止一个层面来说。
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你得把内存和计算结合到全新的基础结构里。
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我确实认为,鉴于现在AI领域有这么多资本投入到这些工作负载上,我确实觉得我们实际上也能突破其中一些物理挑战。
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所以我确实相信,而且你知道,我刚也投资了一家新的内存公司,它还在秘密阶段,但你知道,我对新内存中会出现的一些创新相当兴奋。
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而且你会看到,你知道,内存会用到新材料。
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你知道,很多人在研究像铁电材料这样的东西,你知道,寻找非电容式的、你知道,高密度内存,寻找那种可以,你知道,做到高性能、高密度又能堆叠的内存,对吧?
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但你知道,人们在看低成本闪存,你知道,就这个来说,我自己对那个想法并不是特别热衷。
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我觉得,你知道,用闪存或者MRAM结构的话,底层单元的速度和性能都有些问题。
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你知道,但我确实觉得,三十年来第一次,内存创新要来了。
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而且我确实觉得那会是个令人兴奋的领域,而且你知道,我们在那儿会有几家公司。我敢肯定。
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希望我们能一起做几个这样的项目。
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好吧,你知道,不过我们会在这儿找些事情来做的。
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但我觉得,三十年来第一次,内存创新已经近在眼前了。
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很惊人,就两三百亿美元的市值,我们就能拿到一千亿美元。
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你知道,我觉得内存行业在过去四年里市值已经增长了两万五千亿美元。
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我觉得差不多是这样。
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只是在那儿投了钱,没做什么地方性的东西。
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多久?你怎么看?抱歉,你继续说。对。
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稍微展开说一下堆叠这部分,如果让你预测,我们的芯片会以多快的速度变得更高?
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这会像,你知道,我们走到两层然后就在那儿停一阵子,还是会有,你知道,16层的三明治,你知道,把逻辑、内存和SRAM开开心心地混在一起?HPM 退出了。
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HPM 正在往下走。
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但你觉得这会怎么演变?
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对,我觉得现在堆叠的问题本质上是,随着堆叠的维度越来越高,整个堆叠的价值会变得更大,这意味着堆叠过程中每一层的良率都必须持续提升。
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本质上,它不能线性上升,必须指数级上升。
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而且要以指数级的方式改善制造和缺陷特性,你知道,等你做到8层或16层高的堆叠时,把相关的数学一算,那就会变得非常非常难。
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你知道,你的制造流程必须近乎完美。
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尽管你可以看到一些设计会把某一类模型考虑进去,就像我们在二维上已经看了很久的那样。
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当然,但记住,那本来就是DRAM的本质。
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你总是会有坏块替换、备用线之类的机制。
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所以我绝不是要轻视这一点,但假设你做到了这些,你仍然需要良率高到那种程度。
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如果我这颗裸片裂了,我根本不管你给它内置了多少容错。
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那也不行,它就是颗坏裸片。
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所以结果就是,我不是那种疯狂追求16层、32层堆叠的人。
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我觉得会有很不错的三层、四层、五层堆叠,最后差不多就是那个最佳甜点区。也就是中间层数的,对。对,没错。
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而我觉得,这里面一部分是制造,一部分是它带来的复杂度,那些良率甜点区就是和这些相关的。
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所以我觉得大多数方案最后差不多都会落在那个区间。
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但即便到了那儿,对吧,假设我现在有一个很棒的计算模块,对吧?
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那这个计算模块需要多大?
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我是说,现在所有东西都受光罩尺寸限制了,对吧?
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我能不能用更多芯粒?这样良率特性更好,散热也更好。
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然后你就会说,我要在那上面放一个内存堆叠。
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是两层堆叠的内存,还是四层堆叠的内存?
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我不觉得它会变成八层堆叠的内存。
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所以对我来说,两层或四层就对了。
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但这样一来,供电也得集成到那里面去。
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所以那就成了另一个要素。
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我希望这个在Z方向上跟它结合在一起,因为我也想让电源轨进到这里面来。
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然后我需要相当智能的RDL层,把信号分布到整个平台上。
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所以某种程度上,把这些相关的部分都加起来,我的典型方案已经差不多是一个八层堆叠了。
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所以从某种程度上说,把我那个典型的东西相关的所有部分都加在一起,它已经差不多有八层厚了。
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我觉得这基本上就是你能做的全部了,至少按我们今天对制造的理解是这样。
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然后当然,我们预计光学也会加入进来,所以你会看到更多 3.5 材料结构,会更靠近这个复杂结构,因为,你知道,我的 I/O……
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你知道,基本上也会深深地集成到那个构造里。
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你知道,所以我这些以硅为中心的部分,需要由一些别的 3.5 材料来补充,那我怎么把光学连接做进去呢?
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我怎么把电源轨,你知道,也做进去呢?
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你知道,那是一个,你知道,我会说,把所有这些部分凑到一起,是一项工程壮举,也是一场制造噩梦。
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但这就是随着时间推移,物理规律把我们带向的地方。
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所以正因如此,你知道,硬塞一个 16 层高的堆叠进来,你知道,那简直疯了,你知道,两到四层高的内存堆叠,你知道,我觉得那大概才是最佳平衡点。
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而且你还没谈到散热,以及为此需要的新材料。对。对。
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而且显然会有很多,你知道,首先,对吧,你没法再容忍今天有的那些,你知道,物理热点。
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所以你必须更聪明地利用热、把热散开。
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但接下来你会说,好吧,我怎么才能既把功率送进去,又把这些环境里的功率耗散出去?
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顺便说一句,如果我能在我想要的电压下,以高得多的效率把电送进去,同时电源响应和电压调节都好得多,那我就不会制造那么多热烟囱。
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但我确实得想,好吧,我怎么给这些东西降温?
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而且像金刚石和其他材料,被认为能更好地实现热冷却,它们该扮演什么角色?
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那我怎么才能有更好的液冷技术和其他方案,直接贴在上面,并且有很好的热特性?
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所以是啊,我们工程师都快变成水管工了,对吧?没错。
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是啊,你得操心 MEC,芯片尺度这件事。
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让我问你一个正在起作用的现象,就是有些人说,嘿,咱们把内存从封装上拿下来,干脆在计算和内存之间全走光学。
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那会给你更多自由度,以及更多构建东西的方式。
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跟堆叠这个另一个极端相比,你怎么看这件事?
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嗯,你知道,我觉得你的 OEO 接口,对吧,越多,你知道,光到电再到光,你知道,你在核心计算复合体里要求的这些转换越多,对我来说就越难办,对吧,从这个意义上说。
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而且这里面总会伴随着损耗。
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你知道,人们,你知道,正在努力想更巧妙的办法来降低,你知道,成本和功耗,对吧?
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你知道,当我经过我的,你知道,DAC,还有,你知道,各种转换的时候,我浪费了多少功耗?
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所以我不喜欢那些,你知道,因为我觉得它能让你接入大型内存池,对吧?
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但为了到那儿,我得烧掉很多功耗。
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而且记住,基本上,现在每次计算的飞焦耳数其实已经好得相当惊人了。
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而每比特通信的飞焦耳数相比之下要差 1000 倍。
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如果为了够到大内存池我要花那么多,那我就不喜欢这些方案。
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就我自己而言,我觉得它们多少有点违背这个方案背后的底层物理。
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我是说,然后还有另一种思路,就像是说,你看,我们能不能真的把计算和内存直接集成起来,对吧?
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把一部分计算挪进内存里。也就是一些 PIM 方案。对,没错。
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那你怎么看这个?
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那些我也不喜欢,对吧?
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因为我觉得工作负载,因为现在我得把我的工作负载,把这些一小块一小块的计算塞进内存里,对吧?
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这样内存进到我真正计算部分的带宽就不用那么大,而这会给工作负载带来限制。
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话说回来,这事儿我可能也会错,尤其是我们现在能通过设计层面带来的那些设计灵活性和智能,但大多数 PIM 思路已经存在 25 到 30 年了,我觉得再过 25 到 30 年,它们从这个意义上说还是会继续存在。
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给我出色的内存带宽,让我能有高密度、高性能,还能把它放到真正的计算引擎附近。
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我预计,随着时间推移,面对许多不断演进的工作负载,这会是一个更可推广的解决方案。
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所以我们仍然卡在越来越密的芯片、越来越多的计算、越来越多的逻辑、越来越大的功耗上。IO 倒是好多了。
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现在,我特别支持把所有 IO 功能都转向光学。
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大约 25 年前,我就宣布铜已经死了。
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最终我会是对的。
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是啊,很快有一天我会是对的。
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但对我来说,所有 IO 都应该走光学,对吧?
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但核心的计算和内存那个复合体,不行,对吧?
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那你觉得,它转向光学的第一步是纵向扩展,甚至比横向扩展还更是如此。对对。
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你对此怎么看?
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是啊,你知道,我觉得我们现在看到的是——可以说是工作负载驱动因素的应用吧?
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嗯,我觉得工作负载驱动因素就是我们眼前这个。好。对。
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我是说,你知道,今天,你知道,我们的纵向扩展环境里,我们用了成吨的铜,对吧?
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你知道,本质上铜正在变成一种越来越短的波导,对吧?
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突然之间,你知道,要让我的铜在,你知道,五米的距离上工作,比让光学工作更贵,对吧?
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在 100 米的时候,对,你知道,所以,你知道,我觉得今天物理学正在把我们推向那里,你知道,那么如果是这样的话,Pat,为什么我们还没有转过去呢?是啊。
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这是一个复杂的供应链,你知道,它从来没有被大规模验证过。
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而且我觉得现在,你知道,大家都在看,你知道,某种形式的 NPO、CPO 等等,你知道,在 28、29 年这个时间窗口,因为,你知道,如果不做这个转变,我就没法从纵向扩展环境扩展到大型 radix 计算集群。
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所以,你知道,NVIDIA 显然已经表明了这一点。
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我觉得行业里其他所有人都预期,你知道,那会是转换点。
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你知道,实际上,我根本就不该造 NVL-72。
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你知道,它是个工程奇迹,但却是制造上的噩梦,对吧?
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你知道,整个行业,你知道,多花了一年半才把这头巨兽消化掉,对吧?
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而且真的很了不起,你知道,我们居然能让它实现规模化,等等。
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但这确实证明了,要是我们当时有更成熟的光学供应链,我们今天会先进得多。
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我们今天就能建出更好的纵向扩展环境,更好的功耗、更好的成本、更好的能效。
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但我们当时没有足够成熟的光学供应链来支持这一点。
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而且这些事解决起来都不是小事。
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还有很多工作要做,但我觉得 28、29 年就是那个时间点。
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我们大概正在积累很多关于封装内光学在网络中如何运作的经验。
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而且我觉得其中很多都会很顺利地迁移到 2GPUs 上。
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但突然之间,就变成,好吧,这些东西得在 1000 万 GPU 的规模下工作。对吧?
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它得能塞进封装里。
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而且那里有太多事情了,很多种光学方案都不喜欢糟糕的散热。好吧,你猜怎么着?
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可糟糕的散热正是这件事的常态。
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所以我们要处理散热问题、封装集成问题,而且行业里没有足够的激光器产能。
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所以有一堆问题,但我不觉得其中有什么是根本性的。
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只是到了这个阶段,要把所有这些拼图凑到一起,需要大量艰苦的工作。
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就网络架构而言,这是否也意味着要转向更多电路交换网络,仅仅因为你没法无限扩展这些超快的光网络?
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嗯,你知道,我很喜欢,你知道,Nick McCune,你知道,这里的另一位斯坦福教授,也是我的好朋友,你知道。
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你知道,我是说,你也算认识他一点点,Guido。
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他是你的论文导师吗?他曾是我的论文导师。
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对,对,对。
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所以,不过,你知道,对我来说,他讲得很到位。
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你知道,我们当初建网络,就是为了能让任意数据包去往任何地方,而完全不知道它可能会去哪儿。
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但一到 AI,情况几乎正好相反。
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我们现在处理的是又大又可预测的流。
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从这个意义上说,光是这个描述就说明,它更像交换机,而不像数据包。
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我确实觉得,向光通信迁移,以及拥有一种可预测得多、更可管理、流量规模也大的工作负载,这种交汇。
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对我来说,我确实看到了,是的,我们会一路把光带入计算复合体,也会一路走到 OCS,用某种形式的光交换来支持更可预测的流量。
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那才是正确的架构,然后你差不多就会问,这到底是纵向扩展还是横向扩展?
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而且在某种程度上,如果我的纵向扩——对,我正想说,它有点把那里的边界消解掉了。对,没错。
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如果我的纵向扩展足够大,那对,就只是说,好吧,纵向扩展环境里的 radix 是多少,而且有一天我想把它接到其他非常大的集群上。
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而对我来说,这合起来就是面向未来的一个相当漂亮的答案。
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但我面对的可是一个在这方面比我专业得多的人。
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你看,我一直觉得,纵向扩展和横向扩展在某种程度上是一种人为的区分。
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而且你明白这种区分是从哪儿来的,对吧?
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我们其实是在用不同的协议。
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一个是前端网络,一个是后端网络,等等。
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所以现在,从实际角度来说,这个区别还是很大的。
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如果你退一步,从系统架构的角度来看,它实现的是同一个目标,你知道,只是方式略有不同,协议略有不同,而我认为随着时间推移,这些会逐渐趋同。对。
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我是说,尤其是训练这种工作负载。
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对。
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不过我是说,训练和推理开始变得挺像了。
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对。
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现在我要接着往下讲,你知道,对吧。
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你的大脑会停止学习吗?对吧。
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你知道,顺便说一句,这是工作负载演进的另一个特点。
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我确实这么觉得,而且推理往后会变得,你知道,更少这样,而不是更多这样,对吧?
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这有点像是反对,你知道,你知道,越来越多异构架构的一个论据,我觉得就是持续学习,你知道,我觉得会有一些算法领域会说,对,持续学习,你知道,会成为算法的本质,而在这种地方,对,
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我确实希望我的推理环境能不断更新我的模型权重,因为,你知道,这让我得到越来越多的细化,你知道,让我能跨越,你知道,各种工作负载演进,也进入那些训练不那么正式化的环境。
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在那些环境里,我们的数据集会更小。
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所以,你知道,我不确定那是不是一个……
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但在推理里,为了变得有用,你需要的节点数,比起训练,规模要小。这就是它的意思。今天确实如此,对。
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我是说,我还是觉得异构性可能从另一个角度发挥作用,那就是不同类型的 AI 工作负载需要非常不同的底层代码。
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比如有些更受算力限制,有些更受内存带宽限制。
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比如它们有一个小型的扩散模型工作负载之类的。
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对那个来说,最优的卡,和那种顶级的、50 万亿权重、需要在超大规模下运行的 大语言模型 相比,看起来会非常不同。
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我觉得,如果真要说有什么影响,那反而可能会推动异构化。
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我觉得这里还是有一些空间的。
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但我也想说的是,好,现在我讲的是让一百万块 GPU 在我的数据中心里跑起来。
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然后你说,嗯,对于那种特定的 diffusion 工作负载,我真应该放一个按这种方式优化的东西进去。
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所以我现在要开始往里放一千个这种了。
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而针对那个工作负载,我又需要往里放两千个这种。
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结果一下子,你就得不到你原本会说的那种规模灵活性了。
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而且管理、升级、连接,还有故障域,这些得花我多少钱?
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你知道,所有这一类的事情。
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智能体会把所有升级都做了,所以那不是问题。是啊。是啊。是啊。谢谢。一切都变简单了。所以,好。我不在乎。是啊。所以,机群管理就算搞定了。
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所以,我们聊了计算、内存、网络,接下来就是电力。是啊。是啊。
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而且你刚才也提到了,在芯片内部、在芯片上做垂直供电。
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但我的意思是,还有 800 伏直流电。
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还有向数据中心供电,有一整套生态系统一路延伸到发电,还有其中的社会政治维度,等等等等。是啊,是啊。
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那创新到底从哪儿来,而哪些又只是,嗯,纯粹的执行?
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嗯,如果我们从第一性原理来看,我们国家在能源产能上做得非常糟糕,对吧?
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你知道,基本上我们经历了 10 到 15 年,那段时间里,我关停煤电的速度,基本上就跟我新增可再生能源的速度一样。
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而基本上,整个国家在总体能源产能上就是一条平线。
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这可不妙,因为在 AI 数字时代,能源产能就等于经济产能,对吧?
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所以本质上,如果你认同这个论点,我们作为一个国家的经济产能就停滞了 15 年,对吧?
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而我觉得这一点非常,你知道,站得住脚。
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过去这五年,你知道,我们看到了一波巨大的涌入,而它只是给了我更多产能。
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但是,你知道,我觉得,你知道,即便这样,我们也就是把国家能源产能每年提高大概 4%。差不多就是这样。
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就是从,你知道,基本上的零变成一,对吧?
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哇,4倍,或者,嗯,4%,对吧?
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所以对我来说,你知道,那个,你知道,这情况很糟糕。
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所以我们就是需要更多能源产能来支撑它。
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所以第一,很明显我们在这个领域有一些公司,你知道,我们也跟 ALVA 聊过核电增容,那算其中一个方向。
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而且,你知道,我觉得核能,对吧,你知道,作为基荷电源,你知道,是件特别棒的事,我们想要多建一些。
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你知道,不幸的是,我们所有的可再生能源,你知道,都深度依赖中国,这对我们来说非常不幸。
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我们现在燃气轮机的交付周期,在这个节点上已经要八年了。
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我的意思是,我们真的要快速扩大规模,环境非常困难,但有一点,我们就是需要更多产能。
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从根本上讲,能源产能多少会压住我们对 AI 的那种狂热。
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因为如果我都没法给它们供电,那为什么还要建新数据中心、买上百万块 GPU 呢?
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而且我觉得你会看到,很多这类数据中心项目会出现越来越多的违约,因为能源根本跟不上。
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所以你觉得这会是一个很大的逆风?我觉得会是个逆风。
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而且我觉得你已经开始看到一些最初的迹象了,Oracle,我觉得这只是你接下来会看到很多个中的第一个。
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当然,这并不是说我们会因此慢下来,但我觉得人们会开始说,我到底有没有足够的能源,来支撑我为数据中心机架和 GPU 采购做出的资本承诺。
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所以我确实觉得这会成为一个上限。
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但我们需要更多能源产能,我们需要在这方面投入更多创新,我们也需要把更多这样的供应链放在美国。
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核能,是我最喜欢的方向之一。
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美国上一座投运的核反应堆是什么时候?那是 20 年前了。
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我们就这么把一个非常强的产业给停了下来。
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所以那是我们需要更多的一个方面。
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我们在电力网络的输送上得变得高效得多。
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就像你说的,转向 800 伏直流的数据中心。完全同意。
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因为历史原因和标准化原因,中间有那么多转换步骤,要是能省掉就好了。好吧,这个我们必须解决。
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在 800 伏直流这件事上,爱迪生的复仇来了。
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对,我正要说这个。
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我常说,你知道,我确实觉得归根结底,我们需要更好的电源转换。
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你知道,我们投了几家公司,其中有一家做垂直氮化镓的,我觉得那会是个杀手级技术,能一步就把 800 伏转成 48 伏,或者 800 转 12,甚至 800 转 5,对吧,这样你就能得到多得多的能量。
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你知道,我们刚才提到——固态变压器?
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对,你知道,所有这些,固态变压器、开关等等,都是在重建电力输送网络。
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我觉得这里面会有很多创新,就像,好吧,电力又变酷了,对吧?
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然后你在冷却系统里也需要这些东西,对吧?
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所以那里面也会有一大堆创新。
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所以,涡轮机和制冷剂,突然之间它们又成了令人兴奋的新技术。
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所以,对我们这些搞硬件的人来说,这就像是眼前的一场文艺复兴。这将会是……
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25 年之后,我还得回去重读卡诺定律。卡诺效率。哦,是啊。这可真是好东西。
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那热力学第一定律又是怎么跟它对着干的呢?
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看来物理这门功课在这里终究还是有点用的。
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所以从这个角度来说,这会是个激动人心的时代。
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但我们也说了,我们需要改变物理层面,对吧,因为 CMOS 并没有进步。你知道,NVIDIA 芯片最近五代,每 Teraflop 的功耗基本是一条平线,没有变化。这可不行。对吧?
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这就是某些东西能派上用场的地方,你知道,我们有一家超导公司,叫 Snowcat,对吧,它让我们有机会从根本上改变物理规律,你知道,功耗表现能好上一千倍。
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所以我确实认为,其中一些创新在不久的将来也会来到我们身边。
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所以过去这一个小时,我这个时间管理真是糟糕透了。
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所以,还有那么多话题要聊,我们都没聊到,但在走之前至少得聊一个。
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因为现在——你说了算。对,所以我想。
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现在虚拟机又回来了。
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作为 VMware 的前 CEO,你怎么看这件事?
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嗯,你知道,我——我觉得自己在这场前 CEO 和虚拟机的对话里被排除在外了。
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一部分原因是,我本来也想聊聊网络,但我觉得我们没时间了。
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不过嘿,我觉得每一次创新总是会引出下一个抽象层,我也觉得这里的很多想法——我总喜欢说,我们今天这个世界有什么新东西?
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数据结构、算法,还有抽象。
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我们会把它拉回到那些基础概念上,而且嘿,我觉得虚拟机抽象,不管是在基础设施层面做,还是在应用层面做,我认为它仍然是一种基础性的抽象模型,应该始终在计算层级里占有一席之地。你们觉得呢?
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咱们俩是不是得有一个回去重新执掌 VMware?对,我正是这么想的。
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我想我跟 Guido 说过,是时候回去重新执掌 VMware 了。
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而且我确实觉得,这些抽象里有一些——但你也会想想,比如我们在 VMware 做的其中一件事,就是我们基本上管理了计算层级的方方面面。
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你管理工作负载,你管理网络,你管理存储系统,那你怎么把这些抽象出来?
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我觉得在 AI 的语境下,我们会想到这些智能体集群,那么,谁来管理这些智能体呢?
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谁来为所有这些智能体建立安全配置?
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谁来管理这些智能体的性能?
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本质上,虚拟化和管理的每一个基本要素,都需要在这个下一代计算层级里重新构建。
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而且会有很多很棒的公司,在具体怎么做这些事情上取得突破。
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你想用网络这个话题来收尾吗?
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我还想在虚拟机上多聊两句。
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对我来说最有意思的是,我们现在造虚拟机,是为了让智能体能用,而不是让人能用。
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我们在其他一些公司看到的是,产品形态变化很大,这也会大大改变你营销它们的方式,对吧?
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你会希望由智能体来为你的虚拟机产品做选择。
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这会大大改变你能承受的复杂程度。
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这会改变启动速度应该有多快。
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人类比智能体有耐心多了。
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所以,如果你今天要重建 VMware,它会有什么不一样?对。
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而且我确实觉得——就像面向智能体的 VMware,对吧?
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对,我确实觉得,你知道,是不是需要一个给智能体、也给人类用的 VMware?我明白你的意思。是的。
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你知道,从某种意义上说,你知道,我是需要人类的。咱们还是聊智能体吧。
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它们现在比我们有意思多了。
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但你知道,我觉得这是个很重要的点,因为我确实认为需要有,你知道,我借用,你知道,Dario 的那套宪法,对吧,或者说是护栏,对吧,或者说是能够设定策略。
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然后我觉得,你真正想说的是,好吧,虚拟机的每一个方面,就像我们今天所知、所爱的那样,都是在服务智能体,对吧?
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而不是服务硬件和人类,对吧?
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所以我觉得,这就会成为你这边最根本的设计约束。
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我怎么才能让智能体变得出色,对吧?我怎么才能让它们安全?
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我怎么才能让它们性能出色?
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我怎么把它们抽象出来?怎么把它们迁移过去?
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所有这些,你知道,都会有新的实现方式,你知道,就是给智能体用的 vMotion,对吧?
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就好像这里的每一个,都会有它们对应的新形态。
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但接下来我还得想,人类怎么来制定策略、描述章程,你知道,怎么拿到那些,你知道,仪表盘等等。我觉得这大概就是,你知道,有意思的地方,因为这两边你都得做,对吧?
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不是只做其中一边,而是那个根本的,你知道,我会说,真正难的设计活儿,就像我们当年为,你知道,虚拟机做的那样,关键是给应用或操作系统用一种高性能的方式把硬件抽象出来。
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而在这里,你知道,为智能体把硬件和运维抽象出来,是你正在服务的那个根本性的东西。
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聊这个真的很棒,Pat,非常感谢你过来,我们下次再聊。
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哎,你们俩是我最喜欢的人,随时都行。好,谢谢。刚才太棒了,谢谢。谢谢。