国产GPU对标英伟达GTX1080，远不及？还是超越了？

电子发烧友网报道（文/黄晶晶）最近国产GPU行业又带来惊喜不断。摩尔线程发布第一代多功能GPU芯片苏堤，以及面向PC和工作站的桌面级显卡MTT S60和专为数据中心打造的图形渲染和计算卡 MTT S2000等。

接着，壁仞科技首款通用GPU芯片BR100系列一次点亮成功。在核心性能设计标准上，BR100系列是国内算力最大的通用GPU芯片，BR100系列基于壁仞科技自主原创的芯片架构开发，采用成熟的7纳米工艺制程。据称，这颗7nm制程芯片是对标英伟达的下一代5nm GPU计算芯片。

这两款国产GPU芯片的重磅消息，都意味着我们在GPU自主研发上取得突出进展。

GPU可用于图形处理和通用计算。通用图形处理器也就是GPGPU，是一种利用处理图形任务的图形处理器来计算原本由中央处理器处理的通用计算任务。这些通用计算常常与图形处理没有任何关系。

目前，以研发通用计算的GPU为主的公司包括天数智芯、登临科技、沐曦、壁仞科技等公司。以研发图用GPU为主的公司包括景嘉微、芯动科技、摩尔线程等。

不过芯动科技、摩尔线程的产品也能够覆盖数据中心服务器的图形渲染和计算。同时，壁仞科技也成立了图形GPU事业部。

据资料显示，壁仞科技的图形GPU产品将支持包括游戏、AR、VR、仿真、视频等产业的高速发展，未来还将进一步与AI产品技术融合，共同构成“元宇宙”、”数字孪生”等新兴技术与应用的算力基础。

相较于面向通用计算的GPU，图形GPU用于桌面电脑、笔记本电脑，离消费群体更进。此次，我们选择三款国产图形GPU，通过比较和英伟达、AMD的相关产品，看看他们的性能参数水平，到底有没有超过英伟达的GTX1080？

摩尔线程桌面级显卡MTT S60

3月30日，摩尔线程发布了全新架构及系列重磅新品，包括：MUSA（Moore Threads Unified System Architecture）统一系统架构；基于MUSA架构打造的第一代多功能GPU芯片苏堤；面向PC和工作站的桌面级显卡MTT S60和专为数据中心打造的图形渲染和计算卡 MTT S2000；GPU物理引擎AlphaCore ；DIGITALME数字人解决方案；及助力数字经济发展的多个元计算应用解决方案。

MUSA是摩尔线程产品系列采用的统一系统架构，包括统一的编程模型、软件运行库、驱动程序框架、指令集架构和芯片架构。开发者基于MUSA开发的应用将具备广泛的可移植性，可以同时运行在云端和边缘的众多计算平台上，包括面向图形、计算、多媒体和人工智能的各类产品线。

图源：摩尔线程

与此同时，基于MUSA统一系统架构打造的第一代摩尔线程多功能GPU芯片——苏堤正式亮相。芯片内置现代图形渲染引擎、智能多媒体引擎、AI计算加速引擎、物理仿真及科学计算四大引擎，旨在以先进的现代GPU架构、广泛的平台通用性和全栈计算能力，充分满足数字经济云边端多元算力需求。

图源：摩尔线程

我们来看摩尔线程发布的第一代桌面级显卡MTT S60。

MTT S60显卡基于MUSA统一系统架构GPU苏堤核心晶片制成，采用12nm制程，包含2048个MUSA核心，单精度浮点运算最高可达6TFLOPS，像素填充率为192G Pixel/s，搭载8GB显存，支持4K/8K高清显示。MTT S60显卡不仅支持主流的H.264和H.265编码格式，还领先业内同类产品提供对AV1视频格式的硬件编码支持；而在硬件解码方面，则支持AV1、H.264、H.265等诸多格式的硬件解码。不仅如此，MTT S60显卡还支持DirectX、Vulkan、OpenGL和OpenGL ES等众多图形API接口，可满足各类高图形负载应用对2D和3D图形渲染的需求。

此外，摩尔线程MTT S60支持英特尔、AMD、龙芯、飞腾、兆芯等主流CPU以及Windows、麒麟、统信、Ubuntu等操作系统，并且已经着手与众多PC合作伙伴开展合作，包括联想、浪潮、长城超云等。

MTT S60与英伟达GPU比较

相比较而言，摩尔线程的MTT S60显卡在核心频率上是1.5GHz，单精度浮点运算达6TFLOPS，显存位宽256bit，这几项参数都与英伟达的GTX 1070不相上下。在显存上，MTT S60搭载8GB低功耗LPDDR4x显存，据介绍，由于支持多种纹理压缩算法，显存带宽的利用率也得以显著提高，使得MTT S60显卡能在复杂模型设计、高清视频处理以及大AI模型等高负载应用中提供更高的显存带宽利用率，发挥更大效能。

相对来说GDDR是显存的主流，但LPDDR近几年也有用在笔记本电脑上，之前华为的擎云L420笔记本电脑搭载了8GB LPDDR5。LPDDR具着低功耗特性，能节省空间设计，使得笔记本更加轻薄。

同样，摩尔线程的MTT S60也支持8K/4K 画面显示，可满足大屏高解析度的娱乐及工作需求。

不过，若是看英伟达GTX1080，GTX1080有着单精度浮点运算性能达9 TFLOPS，核心频率1.6GHz。搭载8GB GDDR5X，显存速率10 Gbps，较GTX1070又有所提升。

我们可以看到，摩尔线程MTT S60与GTX 1070相当，同时接近GTX1080。

芯动科技风华1号

去年12月，芯动科技发布的风华1号GPU，是业界首款采用GDDR6X高带宽显存技术和Innolink chiplet等前沿技术的渲染GPU，集成各种自主可控核心IP，一举填补了国产4K级桌面显卡和服务器显卡两大空白。

图源：芯动科技

风华1号分为A卡（单芯片）和B卡（双芯片）两款。GPU采用12nm工艺制造，FP32浮点性能为5T FLOPS，AI性能为25 TOPS（INT8）；渲染能力达到160GPixel/秒；接口为PCIe 4.0 x16；显存采用了GDDR6/GDDR6X，最大容量为16GB，显存位宽为128bit，速率为19 Gbps，带宽为304 GB/s；支持HDMI 2.1和DisplayPort 1.4输出。

今年3月，统信UOS操作系统与芯动科技（INNOSILICON）自主研发的风华1号GPU完成全面深度适配认证，芯动科技正式成为统信软件产品生态伙伴，并加入同心生态联盟。

风华1号与英伟达GPU比较

可以看到，风华1号的单精度浮点运算性能达到5TFLOPS，和英伟达GTX1070的6.5TFLOPS接近，但不及GTX1080的9TFLOPS。而显存方面，风华1号的性能比较突出，采用GDDR6X高带宽显存技术，而芯动科技也强调这个技术目前全球只有英伟达和芯动两家公司拥有。该GPU的显存速度达到19Gbps。比GTX1070的8Gbps速度高出不少，后者采用GDDR5技术。同时，在显存方面，风华1号也比GTX1080的10Gbps高，甚至比RTX2060的14Gbps要高。

相对而言，风华1号的性能与RTX2060更为接近。不过，英伟达2019年发布的这款RTX2060，支持光线追踪技术。而风华1号应该还不支持光线追踪技术，而在芯动科技的下一代产品规划中，就表示，“风华2号”和“风华3号”已在路上，计划投片5nm工艺，并加入光线追踪技术。当然，若这两款新产品发布应该会超过RTX2060。

另外，在图形API接口上，我们看到风华1号支持OPENGL4.0(后续升级到4.5)、OPENGL ES 3.2、VULKAN 1.2、DirectX 11/12，不过芯动也表示对DirectX 11/12的支持要在2022年发布。

景嘉微新旗舰JH920

2021年12月10日，景嘉微发布了GPU旗舰新品JH920。JH920采用14nm工艺，像素填充率为32G Pixels/s，单精度浮点性能为1.5TFlops，功耗为30W。JH920主要应用于中高端图形显示、通用计算、嵌入式等领域，还可以支持多种游戏引擎，如OGRE，UE4，Unity3D等。

图源：景嘉微

JH920与英伟达GPU比较

景嘉微的这款芯片在单精度浮点运算性能上，与英伟达GTX1050的1.7TFLOPs相当。都采用14nm工艺制程。前者的核心频率为1.5GHz，略高于后者。GTX1050像素填充率为36.43G Pixels/s。在显卡功耗上，前者为30W，后者为75W，景嘉微JH920更有优势。

不过，JH920与英伟达GTX1070、1080相比而言，还有一些差距，特别是单精度浮点运算性能上，这三款GPU分别是1.5TFLOPS、6.5TFlops、9 TFLOPS。并且在显存上JH920也没有特别的优势。

小结：

综合来看，芯动风华1号在显存技术上有明显优势；摩尔线程MTT S60支持Windows 10操作系统、此外，视频编解码不仅支持H.264、H.265(HEVC)，还业界首次加入了最新的AV1，并有三个DP 1.4接口，可输出8K、4K画面。景嘉微JH920，在参数上显得中规中矩，略逊于与芯动风华1号和摩尔线程MTT S60。

不过景嘉微作为国产GPU发力较早的厂商，也具有一定的研发实力，和丰富的量产经验。最近景嘉微表示，9系产品于2021年11月完成基本测试，于2022年3月即拿到10万片订单，预期单片价格在500元以上。

英伟达GTX1080是发布于2016年的产品，已经过去5年多。国产图形GPU追上GTX1080之后，差距将逐渐缩小。从厂商的产品规划来看，不乏奔着7nm、5nm而去的GPU新品。当然，目前国产图形GPU主要还是应用在信创市场、政企单位，或者数据中心、服务器市场，离应用到主流消费市场的距离正在缩短。