前言:

瞄準了未來的市場需求,以及英偉達在獨顯市場的壟斷地位,英特爾、AMD奮起直追,想要三分天下。

作者 | 方文

GPU已成專用計算時代的剛需

GPU運用自身在并行處理和通用計算的優勢,逐步開拓服務器、汽車、礦機、人工智能、邊緣計算等領域的衍生需求。

雖然GPU無法離開CPU獨立運作,但是在當前[云化]加速的時代,離開了GPU的CPU也無法勝任龐大的計算需求。

所以GPU和CPU組成了異構運算體系,從底層經由系統軟件和驅動層支持著上層的各種應用。

近年來,在摩爾定律演進的放緩和GPU在通用計算領域的高速發展的此消彼長之下,通用圖形處理器(GPGPU)逐漸反客為主,利用GPU來計算原本由CPU處理的通用計算任務。

GPU需求拓展范圍變大的規模效應

由于可視化需要大量的圖形、圖像計算能力,無論是云端還是邊緣側都需要大量的高性能圖像處理能力,因此近年來GPU實現了較快的市場增速。

同時,隨著GPU自身在并行處理和通用計算的優勢,逐步拓展了其在服務器、汽車、礦機、人工智能、邊緣計算等領域的衍生需求。

據數據統計,2020年全球GPU行業規模為200億美元,預計2021年將增長15%。

從2015年到2025年,GPU行業預計平均每年增長13%,將從80億美元擴展到350億美元的規模。

目前市場發展到三巨頭時代

在進入21世紀后,英偉達從此前的蠻荒時代中脫穎而出,市場中主要還剩下英偉達和ATI。

2006年AMD斥資54億美元收購ATI,旨在融合CPU和GPU。

在AMD收購ATI之后的重心更多地轉向中低端市場,性能端漸漸落后于英偉達。

而后英偉達牢牢掌控著高端市場,AMD的GPU則成為了性價比的代名詞。

目前,在目前獨立顯卡市場中,AMD和NIVDIA兩大廠商居于統治地位。

從市場份額上來看,AMD獨顯份額為17%,英偉達則增長到了83%。

英特爾在前不久宣布進軍高端獨立顯卡市場,預計首款產品將于明年問世。

而目前在全球GPU市場中主要的三個玩家:英偉達、AMD和英特爾。

英偉達專注于GPU領域,由于此前不具備CPU業務,公司重心放在更高性能的獨立顯卡方向。

AMD和英特爾由于自身有CPU業務,在2009年后兩家廠商都各自大力發展內置于CPU的高性能集成式圖形處理內核。

瞄準了未來的市場需求,以及英偉達在獨顯市場的壟斷地位,英特爾、AMD奮起直追,想要三分天下。

英特爾:借CPU巨大勢能推動GPU

進入酷睿i時代后,英特爾通過將核芯顯卡和CPU進行捆綁銷售,利用CPU的龐大市場份額,確立了公司在集成GPU領域的寡頭壟斷地位。

近日,英特爾表示希望借助接下來持續更新的oneAPI框架設計,讓開發者、硬件廠商能更容易統整CPU、GPU。

以FPGA形式建構更具彈性的運算方式,解決編碼模型在不同微架構間的壁壘,最大化跨平臺表現和最小化開發成本。

強調本身在CPU設計本質上的優勢,加上目前持續在GPU產品設計上精進,配合oneAPI框架設計,借此針對不同運算需求搭配最佳組合。

相比英偉達將主力放在GPU產品設計,英特爾在產品設計將能統籌更多運算應用資源,能以相對更低價格取得,預期能帶動更大的規模和使用效益。

AMD的Ryzen系列已經把英特爾逼出了聚光燈下,但隨著英特爾現在越來越接近推出Alder Lake CPU,他們也在準備在另一個競爭激烈的行業中獲得優勢地位。

在他的話背后,英特爾已經挖來了AMD的前頂級GPU架構師Vineet Goel,以監督其Xe GPU架構,未來的GPU產品將以此為基礎。

他將領導一個由建筑師和設計工程師組成的團隊,架構、設計和驗證英特爾的Xe IP路線圖。

英特爾的 Xe-HP GPU 最初是在 2020 年年中宣布的,被宣傳為[為數據中心設計的多tile 圖形系列],主要目的是作為媒體超級計算機加速器。

不過,英特爾在GPU方面還需要克服兩道難關才能真正取代AMD與英偉達。

一是保持合理的功耗,其二則是實現軟件的易用性與高優化度。

二是必須簡化代碼并優化模型、降低使用難度,才能讓聲明的性能水平真正成為用戶手中的可用資源。

AMD:組[CPU+GPU]“CP”雙向突圍

去年,AMD除了Ryzen 5000系CPU的發布,還發布了Radeon 6000系列GPU,性能達到了RTX 3090的水準,可以說一舉追平了跟英偉達多年的差距。

過去六年,AMD的計算和圖形收入的營收由18．05億美元上升至64．32億美元,年復合增速29%。

未來五年,AMD計劃成為高性能計算的領導者,提供顛覆性的CPU和GPU方案。

以組合GPU和CPU的優勢互相促進產品銷量的方式,帶給英偉達一定程度上的沖擊。

在顯卡市場上,AMD獨顯份額之前一度跌落20%以上,隨著7nm RDNA及RDNA2架構的Radeon RX 5000、RX 6000系列上市,AMD在顯卡市場上的劣勢也彌補了不少。

但是英偉達在高性能GPU上的優勢太強大了,游戲及數據中心揭示如此,AMD縮短差距還有段距離。

AMD下一代顯卡會采用RDNA3架構,這個架構同時還是使用MCM多核心疊加的方案。

Navi 31將會是RDNA3架構中的旗艦芯片,極大可能對應RX 7900XT顯卡。

而現在據說Navi 31這顆芯片已經流片,這意味著AMD已經完全了RDNA3架構芯片的設計,向著最終成品邁出了一大步。

當然流片實際上只是代表設計完成,要到最終芯片完成,中間還有很長的測試過程。

將RDNA架構GPU與移動SoC廠商合作,無疑是AMD擴張其影響力的一個妙招。

國產GPU:GPU軟硬件同時出擊

國產GPU的發展落后于國產CPU,在國產GPU的開發中,GPU對CPU的依賴性和GPU的高研發難度,阻礙了該產業的快速發展。

另外,國內在物聯網、車聯網、人工智能等新興計算領域,對GPU也存在海量需求。

據IDC預測,2024年中國GPU服務器市場規模將達到64億美元,市場空間巨大。

AI技術的爆發和信創產業的起步給國產GPU帶來了真正的發展機遇。

在圖形GPU領域,以景嘉微、航錦科技等為代表的傳統企業為主力。

另外,國內從事CPU研發的企業(如兆芯、龍芯等),也開始切入這個賽道,增強了國內GPU企業的整體研發實力。

國產GPU廠商的興起,將給行業帶來新的不確定因素,機遇和挑戰同樣巨大。

結尾:

GPU在技術與市場的不斷變換輪轉中,迎來一次次蛻變與重塑。

從GPU行業廠商的動態和布局來看,戰火已經燃起,都在謀劃著自己的保衛或突擊之戰。

部分資料參考:半導體行業觀察:《GPU戰火重燃》,C君科技:《英特爾、AMD、英偉達的壓力越來越大了》