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光大证券:AIoT场景广阔 有望带动RISC-V应用加速扩展

作者:智通财经网发布时间:2023-02-10

智通财经APP获悉,光大证券发布研究报告称,ChatGPT开启AI发展新浪潮,AIoT应用场景广阔,有望带动RISC-V应用加速扩展,建议关注深度布局RISC-V中国芯片企业:中科蓝讯(688332.SH)、乐鑫科技(688018.SH)、全志科技(300458.SZ)、晶晨股份(688099.SH)、瑞芯微(603893.SH)等。

▍光大证券主要观点如下:

一、ChatGPT应用空间广阔,AIoT终端浪潮趋势渐起

ChatGPT开启AI发展新浪潮。ChatGPT是由人工智能实验室OpenAI研发的通用聊天机器人,使用了Transformer神经网络架构,GPT-3.5架构,是一种用于处理序列数据的模型,于2022年11月30日上线。ChatGPT的网页应用允许用户免费使用,不限量向公众开放,用户与ChatGPT之间的对话互动包括了普通聊天、信息咨询、撰写诗词作文、修改代码等。

作为AI领域的最新成果,ChatGPT也拥有足够的想象力和发展空间。目前微软、谷歌等科技巨头坚定入局,展现出AI应用广阔的发展前景,AI行业有望开启新发展浪潮。

AI发展趋势:(1)生成式AI发展势头持续火热。2022年大火的AI作画是生成式AI的典型应用案例,市面上涌现出多款AI绘画工具。例如由谷歌推出的Disco Diffusion,是一款最早流行的AI绘图工具,可以支持通过文字输入输出相应图片。

(2)智能辅助驾驶普及程度不断提升。自动驾驶是指不需要驾驶员执行物理驾驶操作,车辆就能够对行驶任务进行指导与决策,代替驾驶员操控使车辆完成安全行驶功能。

(3)元宇宙应用前景持续被看好。当前元宇宙的应用主要表现于游戏、娱乐等领域,伴随元宇宙技术和产业成熟度的持续提高,应用范围将逐步扩大,并不断深入,如社会治理、公共服务等领域。

(4)开源开放推动AI大规模应用。2022年11月3日,阿里达摩院牵头推出魔搭社区ModelScope,该社区首批上架超300个模型。其中,中文模型超过100个,覆盖视觉、语音、自然语言处理、多模态等AI主要领域,覆盖主流任务超过60个,均全面开源并开放使用。

(5)大模型对算力需求持续扩大,人工智能芯片需求扩大。训练好的人工智能模型的背后是庞大的算力支撑,算力最底层的支撑便是人工智能芯片。过去几年,算力的需求不断提升,人工智能芯片的市场规模也随之扩大。

(6)存算一体技术商业落地加速。存算一体的核心是将存储与计算完全融合,有效克服冯·诺依曼架构瓶颈,并结合后摩尔时代先进封装、新型存储器件等技术,实现计算能效的数量级提升。

AIoT时代拥有海量IoT终端。“智能”将是物联网时代最核心的生产力,AI技术将渗透到云、边、端和应用的各个层面,与IoT设备进行深度融合。在物联网时代,用户对于智能的需求呈现爆发式增长,深入各个领域。

二、RISC-V芯片架构:深度受益于未来AIoT趋势,未来有望与X86和ARM架构三足鼎立

RISC-V是一个基于精简指令集(RISC)原则设计的开源指令集架构,秉承简单有效的设计哲学,具备开放、简洁、模块化、可扩展的技术优势。RISC-V指令集可以自由地用于任何目的,允许任何人任何企业设计、制造、销售RISC-V芯片和软件。RISC-V能满足从微控制器到超级计算机等各种尺寸的处理器,支持从FPGA到ASIC等各种实现,能高效地实现各种微结构,支持大量的定制与加速功能,能和现有软件栈与编程语言很好的适配。

RISC-V技术标准的维护和推广由总部位于瑞士的RISC-V国际基金会持续负责,以保证RISC-V的开放和中立,技术供应稳定安全。

ARM架构和RISC-V架构都源自1980年代的精简指令计算机RISC,区别在于RISC-V推崇的大道至简的技术风格和彻底开放的技术模式。ARM是一种封闭的指令集架构,应用ARM架构的厂商只能根据自身需求调整产品频率和功耗,不得改变原有设计。

经过几十年的发展演变,CPU架构变得极为复杂和冗繁,ARM架构文档长达数千页,指令数目复杂、版本众多,且彼此之间既不兼容,也不支持模块化,并且存在着高昂的专利和架构授权问题。

相反,RISC-V在设计之初就定位为完全开源的架构,架构文档只有二百多页,基本指令数目仅40多条,同时一套指令集支持所有架构,模块化使得用户可以根据需求自由定制不同的指令子集。

计算“边缘化”趋势将更多AI和计算能力赋予边缘设备,为SoC设计公司提供更多机会的同时也提出了更高的PPA要求(PPA是Performance(性能)、Power(功耗)、Area(尺寸)三者的缩写)。

作为IoT边缘或终端设备的心脏,系统级芯片(SoC)不仅要有更好的性能,功耗和占用面积还要尽可能低。传统的通用型MCU/MPU/CPU已经难以满足不同应用场景和性能要求,结合边缘计算领域的技术和商用模式创新才能释放AI和算力的潜能。

此外,不同应用场景对软件和AI算法的要求各异,虽然在边缘侧增加AI推理功能已经技术可行,但还需要定制化的芯片才能实现具有AI增强性能的处理器。

当前,中小企业和初创公司更多专注于应用软件和AI算法方面,而大中型企业则更注重边缘计算的生态建设。

在物联网通信协议方面,Wi-Fi、蓝牙、Thread、Zigbee、NB-IOT、Cat.1等各种通信协议有各自主要应用领域,多种标准和协议并存将是未来IoT市场的状态。此外,计算架构“开放”激发开源硬件创新,RISC-V掀起了开源硬件和开放芯片设计的热潮,现已得到全球很多大中企业、科研机构和初创公司的支持,围绕RISC-V成长起来的生态和社区也发展迅猛,从基础RISC-VISA、内核IP到开发环境和软件工具,都在推动RISC-V生态的进一步扩大。

根据研究公司Semico的数据,到2027年,至少包含部分RISC-V技术的芯片数量将以每年73.6%的速度增长,届时将生产约250亿颗AI芯片,收入将达到2910亿美元。RISC-V芯片应用将从场景化到设备化、多样化,在吃住行游购物娱乐、元宇宙、教育、产业领域大量的IoT设备等都获得广泛的应用。

风险提示:商业化进展不及预期,技术突破不及预期。


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