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(yōu)勢,逐步開拓服務(wù)器、汽車、礦機、人工智能、邊緣計算等領(lǐng)域的衍生需求。
雖然GPU無法離開CPU獨立運作,但是在當(dāng)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(gòu)運算體系,從底層經(jīng)由系統(tǒng)軟件和驅(qū)動層支持著上層的各種應(yīng)用。
近年來,在摩爾定律演進的放緩和GPU在通用計算領(lǐng)域的高速發(fā)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(wù)。
GPU需求拓展范圍變大的規(guī)模效應(yīng)
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(cè)都需要大量的高性能圖像處理能力,因此近年來GPU實現(xiàn)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(yōu)勢,逐步拓展了其在服務(wù)器、汽車、礦機、人工智能、邊緣計算等領(lǐng)域的衍生需求。
據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2020年全球GPU行業(yè)規(guī)模為200億美元,預(yù)計2021年將增長15%。
從2015年到2025年,GPU行業(yè)預(yù)計平均每年增長13%,將從80億美元擴展到350億美元的規(guī)模。
目前市場發(fā)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(zhuǎn)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(tǒng)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(yù)計首款產(chǎn)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(lǐng)域,由于此前不具備CPU業(yè)務(wù),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(yè)務(wù),在2009年后兩家廠商都各自大力發(fā)展內(nèi)置于CPU的高性能集成式圖形處理內(nèi)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(lǐng)域的寡頭壟斷地位。
近日,英特爾表示希望借助接下來持續(xù)更新的oneAPI框架設(shè)計,讓開發(fā)者、硬件廠商能更容易統(tǒng)整CPU、GPU。
以FPGA形式建構(gòu)更具彈性的運算方式,解決編碼模型在不同微架構(gòu)間的壁壘,最大化跨平臺表現(xiàn)和最小化開發(fā)成本。
強調(diào)本身在CPU設(shè)計本質(zhì)上的優(yōu)勢,加上目前持續(xù)在GPU產(chǎn)品設(shè)計上精進,配合oneAPI框架設(shè)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(chǎn)品設(shè)計,英特爾在產(chǎn)品設(shè)計將能統(tǒng)籌更多運算應(yīng)用資源,能以相對更低價格取得,預(yù)期能帶動更大的規(guī)模和使用效益。
AMD的Ryzen系列已經(jīng)把英特爾逼出了聚光燈下,但隨著英特爾現(xiàn)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(yè)中獲得優(yōu)勢地位。
在他的話背后,英特爾已經(jīng)挖來了AMD的前頂級GPU架構(gòu)師Vineet Goel,以監(jiān)督其Xe GPU架構(gòu),未來的GPU產(chǎn)品將以此為基礎(chǔ)。
他將領(lǐng)導(dǎo)一個由建筑師和設(shè)計工程師組成的團隊,架構(gòu)、設(shè)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(shù)據(jù)中心設(shè)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(guān)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(xiàn)軟件的易用性與高優(yōu)化度。
二是必須簡化代碼并優(yōu)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(fā)布,還發(fā)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(fù)合增速29%。
未來五年,AMD計劃成為高性能計算的領(lǐng)導(dǎo)者,提供顛覆性的CPU和GPU方案。
以組合GPU和CPU的優(yōu)勢互相促進產(chǎn)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(gòu)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(yōu)勢太強大了,游戲及數(shù)據(jù)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(gòu),這個架構(gòu)同時還是使用MCM多核心疊加的方案。
Navi 31將會是RDNA3架構(gòu)中的旗艦芯片,極大可能對應(yīng)RX 7900XT顯卡。
而現(xiàn)在據(jù)說Navi 31這顆芯片已經(jīng)流片,這意味著AMD已經(jīng)完全了RDNA3架構(gòu)芯片的設(shè)計,向著最終成品邁出了一大步。
當(dāng)然流片實際上只是代表設(shè)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(gòu)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(chǎn)GPU:GPU軟硬件同時出擊
國產(chǎn)GPU的發(fā)展落后于國產(chǎn)CPU,在國產(chǎn)GPU的開發(fā)中,GPU對CPU的依賴性和GPU的高研發(fā)難度,阻礙了該產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
另外,國內(nèi)在物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興計算領(lǐng)域,對GPU也存在海量需求。
據(jù)IDC預(yù)測,2024年中國GPU服務(wù)器市場規(guī)模將達到64億美元,市場空間巨大。
AI技術(shù)的爆發(fā)和信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)的起步給國產(chǎn)GPU帶來了真正的發(fā)展機遇。
在圖形GPU領(lǐng)域,以景嘉微、航錦科技等為代表的傳統(tǒng)企業(yè)為主力。
另外,國內(nèi)從事CPU研發(fā)的企業(yè)(如兆芯、龍芯等),也開始切入這個賽道,增強了國內(nèi)GPU企業(yè)的整體研發(fā)實力。
國產(chǎn)GPU廠商的興起,將給行業(yè)帶來新的不確定因素,機遇和挑戰(zhàn)同樣巨大。
結(jié)尾:
GPU在技術(shù)與市場的不斷變換輪轉(zhuǎn)中,迎來一次次蛻變與重塑。
從GPU行業(yè)廠商的動態(tài)和布局來看,戰(zhàn)火已經(jīng)燃起,都在謀劃著自己的保衛(wèi)或突擊之戰(zhàn)。
部分資料參考:半導(dǎo)體行業(yè)觀察:《GPU戰(zhàn)火重燃》,C君科技:《英特爾、AMD、英偉達的壓力越來越大了》
