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国产GPU全面开花!服务器GPU、全功能GPU、高性能GPGPU…加速追赶国际巨头

芯链 来源:电子发烧友网 作者:黄晶晶 2021-11-27 07:34 次阅读

电子发烧友网报道(文/黄晶晶)最近,国产GPU市场的火爆引起广泛关注,几家国产GPU厂商相继发布产品进展的好消息,也有GPU厂商陆续获得大笔融资,这说明国产GPU不仅受到了资本的大力支持,也切实在产品上取得了一定的突破。

GPU市场规模


根据Verified Market Research的数据,2020年全球GPU市场价值为254.1亿美元,2027年有望达到1853.1亿美元,年平均增速高达32.82%。

市场研究机构Jon Peddie Research数据显示,2021年一季度,在全球PC端GPU市场中,英特尔以68%的市场份额位居榜首,AMD英伟达分别以17%和15%的市场份额名列第二和第三;在PC端独立GPU领域中,英伟达占据81%的市场份额拥有领先优势,AMD以19%的市场份额排名第二。

根据东吴证券的预估,2020年中国大陆的独立GPU市场规模为47.39亿美元,预计2027年中国大陆GPU市场规模将超过345.57亿美元。随着政策端对信息关键基础设施自主可控的重视,国产替代浪潮来临,国内独立GPU产商的广阔市场空间已被打开。

国产GPU最新进展


进入10月份以来,多家国产GPU厂商发布了产品的研发和商用情况。

2021年10月上旬,壁仞科技首款通用GPU芯片BR100正式交付台积电生产,预计明年面向市场发布。这款芯片主要聚焦人工智能(AI)训练和推理、通用运算等众多计算应用场景,可广泛应用于包括智慧城市、公有云、大数据分析、自动驾驶、医疗健康、生命科学、云游戏等领域。壁仞科技成立两年,累计融资50亿元。



10月29日,天数智芯宣布公司全自研、国内首款云端7纳米GPGPU产品卡——“天垓100”已正式进入量产环节。这颗芯片主要应用于数据中心和服务器等领域。在2021年3月,天数知芯还公布公司获C轮12亿元融资。

11月,景嘉微宣布JM9系列已经完成流片、封装、初步测试工作。根据测试结果,这款芯片可以满足地理信息系统、媒体处理、CAD 辅助设计、游戏、虚拟化等高性能显示需求和人工智能计算需求。

同期,登临科技的Goldwasser系列产品商业化落地,已经应用于互联网、智慧安防等领域。此外,登临科技在11月获得新一轮融资,由高通创投及数家行业顶级企业联合战略投资。2020年6月Goldwasser系列产品在台积电12nm工艺上Full Mask流片成功。

还有,芯动科技表示首款国产高性能服务器级GPU“风华1号”测试成功,搭载全球顶尖的GDDR6X和chiplet技术,应用于5G数据中心、云游戏、元宇宙等领域。

另一大动作是摩尔线程推出首款国产全功能GPU,内置自主研发的3D图形计算核芯、AI训练与推理计算核芯、高性能并行计算核芯、超高清视频编解码计算等核芯。摩尔线程的融资也备受关注 ,公司在一年内完成了三轮融资,累计超30亿元。

无论是壁仞、天数智芯还是登临科技、摩尔线程等GPU创业公司,资本对其都是大手笔投资。究其原因,离不开GPU人才少、技术难度高、生态建设匮乏等因素,同时在被巨头垄断的市场,国产GPU迫切需要取得突破。接下来,我们具体看看在GPU领域的两个新品进展。

景嘉微JM9系列


景嘉微的图形处理芯片在通用市场得到了广泛应用,2021年上半年,公司芯片领域产品实现收入2.14亿元,较同期增长1354.57%。

日前,景嘉微表示,JM9系列图形处理芯片已完成测试工作,主要性能指标均达到公司设计要求,应用领域将涵盖地理信息系统、媒体处理、CAD辅助设计、游戏、虚拟化等高性能显示和人工智能计算领域。

据了解,景嘉微下一代GPU芯片JM9系列性能希望能达到2017年底2018年初的水平。

不过,JM9系列分为两款产品,其中JM9231性能可达2016年中低端产品水平,也就是对标英伟达2016年推出的GTX 1080。

JM9231主要针对国产化办公电脑,便携式计算机、中低端游戏机和高端嵌入式系统等消费电子领域,对图形生成和显示能力进行了优化和进一步提高,进一步满足了图形显示市场需求。

GeForce GTX 1080是英伟达在2016年推出一款旗舰显卡。采用帕斯卡(Pascal)、16nm FinFET制程,拥有2560个CUDA处理器,核心频率1607MHz,单精度浮点运算能力9Teraflops,8GBGDDR5X显存,显卡位宽为256bit,带宽320GB/s,TDP180w。

JM9271核心频率不低于1.8GHz,支持PCIe 4.0*16,搭配16GB HBM显存,带宽512GB/s,浮点性能可达8TFLPS。



在JM9 系列芯片性能方面,景嘉微表示,第一,JM9系列芯片功耗低,JM9 系列芯片在保障功能的前提下功耗小于30W,远低于同类型产品,不仅降低能耗,也降低了外围产品成本,有助于实现绿色发展。


第二,提升了通用计算水平与图形渲染水平,由支持OpenGL扩展到支持OpenGL、OpenCL、Vulkan、OpenGLES,像素填充率大幅提升。

第三,兼容性大幅提升,支持多格式的视频编解码和多类型的场景应用,满足相关行业客户的应用需求。第四,支持多平台应用,支持 X86、ARMMIPS 处理器和 Linux、中标麒麟、银河麒麟、统信软件等操作系统。

芯动“风华一号”服务器GPU


最近,芯动科技也发布了中国首款高性能服务器GPU,即“风华一号”。据介绍,“风华一号”GPU是业界首款采用全球顶尖的GDDR6X高带宽显存技术和Innolink chiplet等前沿技术的渲染GPU,搭载中国专利的物理不可克隆加密PUF技术、PCIe 4.0、HDMI2.1、DP/eDP 1.4等自研先进技术。

从参数看来,“风华一号”采用12nm工艺制程,宣染能力达160GPixel/s,单精度浮点性能5TFLOPS,支持视频编解码,PCIe 4.0*16接口,内存容量高达16GB,支持GDDR6/GDDR6X,最大速率19Gbps。平台支持X86,ARM,龙芯等不同指令集处理器,支持Linux,安卓,麒麟,统信UOS等操作系统,支持鲲鹏/安培等服务器平台。支持OpenGL/OpenGLES/OpenCL/Vulkan/DX等主流图形框架;支持VR/AR/AI;流畅支持多路云游戏、云手机、云办公、云桌面等数据中心级别的多用户应用场景。

“风华一号”是国内首款同时适配4K高清桌面和高性能服务器级GPU。据悉,该GPU将落地于服务器项目。

小结:

以上这两款都是图形处理器,也都对标英伟达之前发布的不同GPU产品。虽与最先进的产品有差异,但自身的进步也是明显的。另一类通用GPU厂商则面向于高性能计算,提供更先进工艺、更高算力的GPGPU。GPU的玩家既有一直从事GPU研发的厂商,也有初创企业,还有CPU厂商,例如兆芯、龙芯中科等等。

在生态上,我们看到国产GPU在适配国产CPU、操作系统方面做了不少工作,而面向国内的信创市场、日益增长的服务器市场,以及在国产替代的大背景下,国产GPU将有巨大的发展空间。

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