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光大證券:AIoT場景廣闊 有望帶動RISC-V應用加速擴充

作者:智通财經

智通财經APP獲悉,光大證券釋出研究報告稱,ChatGPT開啟AI發展新浪潮,AIoT應用場景廣闊,有望帶動RISC-V應用加速擴充,建議關注深度布局RISC-V中國晶片企業:中科藍訊(688332.SH)、樂鑫科技(688018.SH)、全志科技(300458.SZ)、晶晨股份(688099.SH)、瑞芯微(603893.SH)等。

▍光大證券主要觀點如下:

一、ChatGPT應用空間廣闊,AIoT終端浪潮趨勢漸起

ChatGPT開啟AI發展新浪潮。ChatGPT是由人工智能實驗室OpenAI研發的通用聊天機器人,使用了Transformer神經網絡架構,GPT-3.5架構,是一種用于處理序列資料的模型,于2022年11月30日上線。ChatGPT的網頁應用允許使用者免費使用,不限量向公衆開放,使用者與ChatGPT之間的對話互動包括了普通聊天、資訊咨詢、撰寫詩詞作文、修改代碼等。

作為AI領域的最新成果,ChatGPT也擁有足夠的想象力和發展空間。目前微軟、谷歌等科技巨頭堅定入局,展現出AI應用廣闊的發展前景,AI行業有望開啟新發展浪潮。

AI發展趨勢:(1)生成式AI發展勢頭持續火熱。2022年大火的AI作畫是生成式AI的典型應用案例,市面上湧現出多款AI繪畫工具。例如由谷歌推出的Disco Diffusion,是一款最早流行的AI繪圖工具,可以支援通過文字輸入輸出相應圖檔。

(2)智能輔助駕駛普及程度不斷提升。自動駕駛是指不需要駕駛員執行實體駕駛操作,車輛就能夠對行駛任務進行指導與決策,代替駕駛員操控使車輛完成安全行駛功能。

(3)元宇宙應用前景持續被看好。目前元宇宙的應用主要表現于遊戲、娛樂等領域,伴随元宇宙技術和産業成熟度的持續提高,應用範圍将逐漸擴大,并不斷深入,如社會治理、公共服務等領域。

(4)開源開放推動AI大規模應用。2022年11月3日,阿裡達摩院牽頭推出魔搭社群ModelScope,該社群首批上架超300個模型。其中,中文模型超過100個,覆寫視覺、語音、自然語言處理、多模态等AI主要領域,覆寫主流任務超過60個,均全面開源并開放使用。

(5)大模型對算力需求持續擴大,人工智能晶片需求擴大。訓練好的人工智能模型的背後是龐大的算力支撐,算力最底層的支撐便是人工智能晶片。過去幾年,算力的需求不斷提升,人工智能晶片的市場規模也随之擴大。

(6)存算一體技術商業落地加速。存算一體的核心是将存儲與計算完全融合,有效克服馮·諾依曼架構瓶頸,并結合後摩爾時代先進封裝、新型存儲器件等技術,實作計算能效的數量級提升。

AIoT時代擁有海量IoT終端。“智能”将是物聯網時代最核心的生産力,AI技術将滲透到雲、邊、端和應用的各個層面,與IoT裝置進行深度融合。在物聯網時代,使用者對于智能的需求呈現爆發式增長,深入各個領域。

二、RISC-V晶片架構:深度受益于未來AIoT趨勢,未來有望與X86和ARM架構三足鼎立

RISC-V是一個基于精簡指令集(RISC)原則設計的開源指令集架構,秉承簡單有效的設計哲學,具備開放、簡潔、子產品化、可擴充的技術優勢。RISC-V指令集可以自由地用于任何目的,允許任何人任何企業設計、制造、銷售RISC-V晶片和軟體。RISC-V能滿足從微控制器到超級計算機等各種尺寸的處理器,支援從FPGA到ASIC等各種實作,能高效地實作各種微結構,支援大量的定制與加速功能,能和現有軟體棧與程式設計語言很好的适配。

RISC-V技術标準的維護和推廣由總部位于瑞士的RISC-V國際基金會持續負責,以保證RISC-V的開放和中立,技術供應穩定安全。

ARM架構和RISC-V架構都源自1980年代的精簡指令計算機RISC,差別在于RISC-V推崇的大道至簡的技術風格和徹底開放的技術模式。ARM是一種封閉的指令集架構,應用ARM架構的廠商隻能根據自身需求調整産品頻率和功耗,不得改變原有設計。

經過幾十年的發展演變,CPU架構變得極為複雜和冗繁,ARM架構文檔長達數千頁,指令數目複雜、版本衆多,且彼此之間既不相容,也不支援子產品化,并且存在着高昂的專利和架構授權問題。

相反,RISC-V在設計之初就定位為完全開源的架構,架構文檔隻有二百多頁,基本指令數目僅40多條,同時一套指令集支援所有架構,子產品化使得使用者可以根據需求自由定制不同的指令子集。

計算“邊緣化”趨勢将更多AI和計算能力賦予邊緣裝置,為SoC設計公司提供更多機會的同時也提出了更高的PPA要求(PPA是Performance(性能)、Power(功耗)、Area(尺寸)三者的縮寫)。

作為IoT邊緣或終端裝置的心髒,系統級晶片(SoC)不僅要有更好的性能,功耗和占用面積還要盡可能低。傳統的通用型MCU/MPU/CPU已經難以滿足不同應用場景和性能要求,結合邊緣計算領域的技術和商用模式創新才能釋放AI和算力的潛能。

此外,不同應用場景對軟體和AI算法的要求各異,雖然在邊緣側增加AI推理功能已經技術可行,但還需要定制化的晶片才能實作具有AI增強性能的處理器。

目前,中小企業和初創公司更多專注于應用軟體和AI算法方面,而大中型企業則更注重邊緣計算的生态建設。

在物聯網通信協定方面,Wi-Fi、藍牙、Thread、Zigbee、NB-IOT、Cat.1等各種通信協定有各自主要應用領域,多種标準和協定并存将是未來IoT市場的狀态。此外,計算架構“開放”激發開源硬體創新,RISC-V掀起了開源硬體和開放晶片設計的熱潮,現已得到全球很多大中企業、科研機構和初創公司的支援,圍繞RISC-V成長起來的生态和社群也發展迅猛,從基礎RISC-VISA、核心IP到開發環境和軟體工具,都在推動RISC-V生态的進一步擴大。

根據研究公司Semico的資料,到2027年,至少包含部分RISC-V技術的晶片數量将以每年73.6%的速度增長,屆時将生産約250億顆AI晶片,收入将達到2910億美元。RISC-V晶片應用将從場景化到裝置化、多樣化,在吃住行遊購物娛樂、元宇宙、教育、産業領域大量的IoT裝置等都獲得廣泛的應用。

風險提示:商業化進展不及預期,技術突破不及預期。

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