從去年下半年開始，GPU（圖形處理器）市場(chǎng)就面臨缺貨與漲價(jià)的沖擊。英偉達(dá)去年發(fā)布的基于全新安培（Ampere）架構(gòu)的RTX30系列顯卡一直處于一卡難求的狀態(tài)。AMD面臨同樣的情況。AMD總裁兼首席執(zhí)行官蘇姿豐公開表示，確實(shí)遇到了供應(yīng)緊張的問(wèn)題。旺盛的市場(chǎng)需求是GPU在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中重要性不斷提升的直觀反映。目前的GPU已不僅僅局限于圖形顯示與游戲應(yīng)用，挖礦、AI、云計(jì)算等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展使得GPU正在成為處理器大廠的一個(gè)重要角力點(diǎn)。

　　“挖礦”潮 推升市場(chǎng)熱度

　　今年2月，比特幣沖擊5.8萬(wàn)美元未果，快速回落至4.5萬(wàn)美元。有人預(yù)測(cè)“礦”難來(lái)了，比特幣將再次崩盤。但是，半月不到比特幣不僅成功收復(fù)失地，甚至一度沖過(guò)6萬(wàn)美元大關(guān)，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)連帶影響——強(qiáng)勁的挖礦需求使得原本就面臨缺貨的GPU市場(chǎng)變得更加一卡難求。

　　AMD總裁兼首席執(zhí)行官蘇姿豐表示，造成缺貨的原因是市場(chǎng)需求太過(guò)旺盛。在銳龍5000系列處理器推出之后，處理器的銷量比前一代增加了兩倍，創(chuàng)下了歷代銳龍?zhí)幚砥鞯臍v史紀(jì)錄，遠(yuǎn)超AMD預(yù)期。與此同時(shí)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)無(wú)法滿足市場(chǎng)的需求，這些問(wèn)題都直接波及GPU供應(yīng)。

　　另一家GPU大廠英偉達(dá)為應(yīng)對(duì)需求，一方面改寫廣受“礦工”們追捧的顯卡RTX3060的軟件程序，削減該顯卡的“挖礦”效率，以期減弱強(qiáng)勁的需求；另一方面，宣布將推出專門用于“挖礦”的CMP（加密貨幣挖掘處理器）。英偉達(dá)游戲品牌GeForce全球負(fù)責(zé)人MattWuebbling表示，這是為應(yīng)對(duì)“采礦”對(duì)顯卡市場(chǎng)的需求壓力。

　　然而，挖礦只是造成本輪GPU缺貨漲價(jià)行情的原因之一。隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、自動(dòng)駕駛等行業(yè)的發(fā)展，GPU已不僅局限于游戲顯示，挖礦、AI、云計(jì)算等都在侵吞著GPU廠商的產(chǎn)能。Gartner研究副總裁盛陵海便指出：“人工智能的發(fā)展使得英偉達(dá)再尋新的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)。”與善于進(jìn)行串行運(yùn)算的CPU不同，GPU具有數(shù)百乃至數(shù)千個(gè)內(nèi)核，經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可以并行運(yùn)行大量計(jì)算，對(duì)運(yùn)行分析、深度學(xué)習(xí)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法尤為有用。GPU允許某些計(jì)算比在傳統(tǒng)CPU上運(yùn)行相同的計(jì)算速度快10倍至100倍。

　　后摩爾時(shí)代，隨著GPU的可編程性不斷增強(qiáng)，GPU的應(yīng)用能力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了圖形渲染，GPU被大量用于圖形渲染以外的計(jì)算領(lǐng)域，成為GPGPU。GPU和CPU之間可以無(wú)縫地共享數(shù)據(jù)，GPU+CPU的異構(gòu)運(yùn)算體系將成為未來(lái)計(jì)算的主流架構(gòu)。

　　GPU+CPU 大廠競(jìng)爭(zhēng)“異構(gòu)”未來(lái)

　　正是這樣的發(fā)展藍(lán)圖，使得GPU的重要性不斷提升，也使處理器大廠對(duì)于GPU的發(fā)展給予了高度重視。

　　去年，英偉達(dá)在GTC2020大會(huì)上發(fā)布了新一代計(jì)算型GPU，采用全新安培（Ampere）架構(gòu)。元大證券投資咨詢公司的一份報(bào)告指出，Ampere有望較英偉達(dá)此前采用的“圖靈”（Turing）架構(gòu)性能增加50%，同時(shí)功耗減半。AmpereGPU將面向數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)。英偉達(dá)還計(jì)劃以400億美元巨資收購(gòu)ARM公司。這將使英偉達(dá)將自身在GPU領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，與ARM在CPU領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，將計(jì)算從云計(jì)算、智能手機(jī)、PC、自動(dòng)駕駛車和機(jī)器人技術(shù)推進(jìn)到邊緣物聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)其在數(shù)據(jù)中心、人工智能、自動(dòng)駕駛的實(shí)力。

　　AMD在CPU與GPU領(lǐng)域均有相對(duì)廣闊的產(chǎn)品線。為搶占異構(gòu)計(jì)算時(shí)代的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，2020年11月AMD推出RDNA2架構(gòu)，相較于前代RDNA絕對(duì)性能最高提升1倍，能效提高54%。AMD計(jì)劃于2022年前用基于更先進(jìn)的工藝打造RDNA3架構(gòu)。CDNA架構(gòu)包含了新一代Infinity技術(shù)，可以增強(qiáng)GPU和CPU之間的連接，并針對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)和高性能計(jì)算應(yīng)用而優(yōu)化。

　　英特爾是全球最大的CPU供應(yīng)商，近年來(lái)也在不斷強(qiáng)化GPU產(chǎn)品線。英特爾的GPU最早可以追溯到1998年的i740，但是GPU性能相對(duì)較弱，因此一直采用集成GPU策略。2020年，英特爾推出采用全新Xe架構(gòu)的獨(dú)立顯卡，基于10納米SuperFin工藝。再次進(jìn)軍獨(dú)顯市場(chǎng)，顯然是看到了GPU并行計(jì)算能力在超級(jí)計(jì)算、深度學(xué)習(xí)、VR、自動(dòng)駕駛等前沿領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。

　　差異化 國(guó)產(chǎn)GPU的前進(jìn)之路？

　　國(guó)產(chǎn)GPU追趕的步伐也在加快。日前，登臨科技發(fā)布，旗下首款GPU+（軟件定義的片內(nèi)異構(gòu)通用人工智能處理器）產(chǎn)品已成功通過(guò)測(cè)試，開始客戶送樣。GPU+是在現(xiàn)有市場(chǎng)主流GPU架構(gòu)上，采用軟硬件協(xié)同的異構(gòu)設(shè)計(jì)，可降低外部帶寬需求，降低成本。元禾璞華投委會(huì)主席陳大同表示，登臨的產(chǎn)品在市場(chǎng)上呈現(xiàn)出非常獨(dú)特的稀缺性。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)GPU架構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新，解決客戶的關(guān)鍵痛點(diǎn)，是國(guó)產(chǎn)GPU獲取市場(chǎng)的成功之道。

　　此外，有國(guó)產(chǎn)GPU第一股之稱的景嘉微，其主力產(chǎn)品JM7系列升級(jí)到28nm工藝，性能與GTX640相近，已經(jīng)獲得訂單。亦有消息稱，景嘉微開發(fā)的新一代JM9系列GPU有望于今年第二季度問(wèn)世，性能有望達(dá)到國(guó)際上2017年年底至2018年年初的水平。新進(jìn)企業(yè)沐曦集成電路宣布完成數(shù)億元PreA+輪融資，由經(jīng)緯中國(guó)和光速中國(guó)聯(lián)合領(lǐng)投，和利資本、紅杉中國(guó)、真格基金等老股東持續(xù)跟投。經(jīng)緯中國(guó)合伙人王華東表示，沐曦集成電路開發(fā)全兼容CUDA及ROCm生態(tài)的國(guó)產(chǎn)GPU。

　　對(duì)此，有業(yè)內(nèi)人士指出，中國(guó)GPU市場(chǎng)規(guī)模和潛力非常大，龐大的整機(jī)制造能力意味著巨大的發(fā)展空間。現(xiàn)階段，雖然國(guó)產(chǎn)GPU與英偉達(dá)、AMD等世界巨頭之間的差距依然明顯，但是通過(guò)在一些細(xì)分領(lǐng)域?qū)ふ沂袌?chǎng)空白點(diǎn)，仍然有著很多差異化的發(fā)展空間。(記者陳炳欣)

　　 轉(zhuǎn)自：中國(guó)電子報(bào)