10月29日,天數(shù)智芯宣布公司全自研、國內(nèi)首款云端7納米GPGPU產(chǎn)品卡——“天垓100”已正式進(jìn)入量產(chǎn)環(huán)節(jié);10月8日,壁仞科技宣布其首款通用GPU——BR100,于近日正式交付開始流片,預(yù)計(jì)將于明年面向市場發(fā)布;今年9月,景嘉微也發(fā)布公告稱其新一代圖形處理芯片(JM9系列)已完成流片、封裝階段工作。

在國內(nèi)GPU廠商不斷取得突破的同時(shí),在全球市場當(dāng)中,巨頭GPU廠商也出現(xiàn)了一些新的調(diào)整,這其中包括英特爾或?qū)?其GPU技術(shù)應(yīng)用于Xe-HPC(Ponte Vecchio)和 Xe-HPG(Intel Arc)系列而不是 Xe-HP 。

在這些新動(dòng)態(tài)之下,GPU市場或許又將面臨著新一輪的改變。

2018年,GPU市場混戰(zhàn)的開端

由大量數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的人工智能需要借助深度計(jì)算,GPU則是實(shí)現(xiàn)深度計(jì)算的關(guān)鍵之一。因此,在人工智能開始顛覆千行萬業(yè)的過程中,GPU市場的發(fā)展也受到了行業(yè)的重視。

根據(jù)當(dāng)時(shí)德勤的報(bào)告顯示,用GPU來訓(xùn)練深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),所使用的訓(xùn)練集更大,所耗費(fèi)的時(shí)間大幅縮短,占用的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施更少。GPU還被用于運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練模型,以便

在云端進(jìn)行分類和預(yù)測,從而在耗費(fèi)功率更低、占用基礎(chǔ)設(shè)施更少的情況下能夠支持遠(yuǎn)比從前更大的數(shù)據(jù)量和吞吐量。與單純使用CPU的做法相比,GPU具有數(shù)以千計(jì)的計(jì)算核心、可實(shí)現(xiàn) 10—100倍應(yīng)用吞吐量。

(圖片來源:德勤)

在這種情況下,尤其是對于當(dāng)時(shí)已經(jīng)確立要向“以數(shù)據(jù)中心”轉(zhuǎn)型的英特爾來說,重拾GPU市場之于他們來說十分重要。于是,在英特爾聘請Raja Koduri成為他們的GPU首席架構(gòu)師后,緊接著在2018年8月15日的SIGGRAPH2018大會上,英特爾便正式宣布將會推出自己的獨(dú)立顯卡,重返GPU市場。而這也意味著,英特爾將在高性能GPU市場直接與AMD和英偉達(dá)競爭。

國際芯片巨頭之間圍繞著GPU的競爭也引起了國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)的注意——首先從國內(nèi)市場需求中看,根據(jù)國海證券的調(diào)研報(bào)告顯示,當(dāng)時(shí)國產(chǎn)計(jì)算機(jī)生態(tài)已基本搭建,國產(chǎn)化進(jìn)程有望加速,國產(chǎn)GPU迎來發(fā)展良機(jī)。

國內(nèi)GPU市場:從起步到量產(chǎn)

景嘉微是國內(nèi)GPU市場的領(lǐng)軍者,從他們的研發(fā)經(jīng)歷上看,2014年他們便成功研發(fā)出了其首款GPU芯片——JM540,打破了國外產(chǎn)品長期壟斷我國GPU市場的局面;2018年,景嘉微第二代JM7200流片成功,并由此開始走向民用市場。

除了景嘉微之外,正如上文所說,GPU市場的熱潮也同樣引起了國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的關(guān)注,因此,在2017到2019年間,以天數(shù)智芯、璧韌科技等為代表的初創(chuàng)企業(yè)開始布局GPU市場,并不斷地受到了資本的注意。

根據(jù)公開資料顯示,天數(shù)智芯在2017年完成了A論融資,次年他們便啟動(dòng)了7納米通用并行 GPGPU 云端計(jì)算芯片設(shè)計(jì)。今年3月,在天數(shù)智芯完成了12億C輪融資后,他們的日訓(xùn)練芯片 BI 及產(chǎn)品卡也正式發(fā)布了。8個(gè)月后,天數(shù)智芯方面宣布,其首款云端7納米GPGPU產(chǎn)品卡——“天垓100”已正式進(jìn)入量產(chǎn)環(huán)節(jié),也就是說在短短三年時(shí)間,天數(shù)智芯便讓產(chǎn)品從設(shè)計(jì)步入了量產(chǎn)階段。

璧韌科技也是成立于GPU熱潮下的明星初創(chuàng)企業(yè)之一,截止至今年4月,僅成立一年多的他們,累計(jì)融資金額已超過47億元,創(chuàng)下該領(lǐng)域融資速度及融資規(guī)模。今年十月,璧韌科技也交上了他們階段性成果的答卷,即其采用7納米工藝的首款通用GPU——BR100,于近日正式開始交付流片,公司預(yù)計(jì)該產(chǎn)品將于明年面向市場發(fā)布。

在今年2月完成由元禾璞華、元生資本聯(lián)合領(lǐng)投的A+輪融資的登臨科技也是國內(nèi)GPU領(lǐng)域中備受矚目的企業(yè)之一。在今年當(dāng)中,他們的GPU產(chǎn)品也進(jìn)入到了新的階段——根據(jù)相關(guān)報(bào)道顯示,登臨首款GPU+ (軟件定義的片內(nèi)異構(gòu)通用人工智能處理器)產(chǎn)品已成功回片通過測試,開始客戶送樣。

除了上述企業(yè)已經(jīng)在GPU領(lǐng)域取得了成績以外,還有一些初創(chuàng)企業(yè)正在涌入GPU這個(gè)市場。其中,在2020年成立的兩家芯片公司——摩爾線程和沐曦集成電路也是積極布局GPU發(fā)展的本土企業(yè),這兩者均在成立后的短時(shí)間內(nèi)獲得了億元級別的融資,因而受到行業(yè)的矚目。從產(chǎn)品規(guī)劃上看,以沐曦為例,他們擬采用業(yè)界最先進(jìn)的5nm工藝技術(shù),專注研發(fā)全兼容CUDA及ROCm生態(tài)的國產(chǎn)高性能GPU芯片,滿足HPC、數(shù)據(jù)中心及AI等方面的計(jì)算需求。

從國內(nèi)GPU企業(yè)的發(fā)展來看,他們所推出的產(chǎn)品多是圍繞著數(shù)據(jù)中心、HPC等領(lǐng)域進(jìn)行布局。這種布局與國內(nèi)市場需求息息相關(guān),根據(jù)IDC發(fā)布的《中國半年度加速計(jì)算市場(2021上半年)跟蹤》報(bào)告顯示,2021年上半年加速服務(wù)器市場規(guī)模達(dá)到23．8億美元,同比增長85．1%。其中GPU服務(wù)器依然占主導(dǎo)地位,占據(jù)91．9%的市場份額,達(dá)到21．9億美元,同比增長82．2%。

由此來看,服務(wù)器市場是國內(nèi)GPU廠商布局的一個(gè)重點(diǎn)方向,而我們也看到,在這方面,國內(nèi)GPU廠商正在從0走向1。

GPU巨頭的焦點(diǎn)

眾所周知,英特爾、英偉達(dá)和AMD都在圍繞著數(shù)據(jù)中心市場進(jìn)行布局。在他們看來,未來服務(wù)器市場不僅僅是由單一的CPU、GPU或FPGA等任何一種計(jì)算架構(gòu)所支撐的,由此,他們也開始向多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行拓展。在這個(gè)過程中,GPU市場也成為了一個(gè)“兵家必爭之地”。

英偉達(dá)是GPU領(lǐng)域的佼佼者,其中數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)是他們發(fā)展的動(dòng)力之一,在其2021財(cái)年當(dāng)中,數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)為其貢獻(xiàn)了40%的營收。他們依托于通過CUDA軟件堆棧對GPU通用計(jì)算能力的不斷發(fā)掘,以及近年來深度學(xué)習(xí)在AI領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用,使得英偉達(dá)的GPU產(chǎn)品在通用計(jì)算領(lǐng)域占據(jù)著重要的地位。

從市場地位中看,根據(jù)中信證券的調(diào)研報(bào)告顯示,lyftr的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)稱,2021Q1,在全球TOP云廠商數(shù)據(jù)中心AI加速芯片市場,英偉達(dá)份額占比為78%,近年來基本穩(wěn)定在80%附近,市場領(lǐng)先地位穩(wěn)固。同時(shí)根據(jù)Lifter 2019年5月的數(shù)據(jù)顯示,全球四大云計(jì)算平臺阿里云、AWS、Azure和谷歌云(GCP)中,英偉達(dá)TESLA系列GPU產(chǎn)品的市場占有率大幅領(lǐng)先。其中,阿里云采用英偉達(dá)TESLA系列GPU比例為81%,AWS、Azure和GCP使用比例分別為89%、100%和100%,市場份額絕對領(lǐng)先。另外據(jù)Top500．Org數(shù)據(jù)顯示,英偉達(dá)GPU產(chǎn)品在全球Top 500超算中心的滲透率逐年提高,由2013H1的72．2%提升至2021H2的90．3%,幾乎處于壟斷地位。

在數(shù)據(jù)中心市場的布局方面,英特爾則推出了Xe-HPC(Ponte Vecchio)。在2021架構(gòu)日活動(dòng)期間,英特爾詳細(xì)介紹了Ponte Vecchio A0的芯片設(shè)計(jì)。根據(jù)英特爾的介紹,Ponte Vecchio作為基于Xe HPC架構(gòu)的首款產(chǎn)品,在驗(yàn)證方法、軟件、可靠性方法、信號完整性機(jī)制、互連、供電、封裝、I/O架構(gòu)、內(nèi)存架構(gòu)、IP架構(gòu)、SoC架構(gòu)等方面均進(jìn)行了創(chuàng)新,以期通過這些創(chuàng)新點(diǎn)提高GPU的性能,搶占更多的HPC GPU份額。

結(jié)合當(dāng)前目前市場的消息——英特爾或?qū)?其GPU技術(shù)應(yīng)用于Xe-HPC(Ponte Vecchio)和 Xe-HPG(Intel Arc)系列而不是 Xe-HP ——我們也能看出來,英特爾對于HPC GPU領(lǐng)域的看重。

AMD近些年來在GPU領(lǐng)域的發(fā)展也值得注意,從他們的財(cái)報(bào)信息中我們得以發(fā)現(xiàn),應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心的GPU在AMD的營收中變得越來越重要——在2021年第一季度中,AMD就曾指出其數(shù)據(jù)中心GPU收入環(huán)比增長。AMD表示,該業(yè)務(wù)將在下半年實(shí)現(xiàn)收入增長,因?yàn)樗鼤黾酉乱淮酒纳a(chǎn),這些芯片將被高性能計(jì)算(HPC)客戶使用。到了2021年第二季度,AMD方面稱其數(shù)據(jù)中心GPU的銷售收入“同比增長了一倍多”。AMD首席執(zhí)行官Lisa Su將該細(xì)分市場的出色表現(xiàn)歸功于該公司Instinct加速器部署的增加,其中還包括其基于CDNA 2架構(gòu)的最新數(shù)據(jù)中心顯卡的首次出貨。

從這些巨頭GPU廠商的布局來看,HPC領(lǐng)域已經(jīng)成為了他們重點(diǎn)布局的方向之一。另一方面,我們也看到,國內(nèi)GPU廠商也正在向這個(gè)方向努力。從事實(shí)角度出發(fā),雖然英偉達(dá)在該領(lǐng)域的地位依舊難以被輕易攻破,但隨著國內(nèi)GPU在技術(shù)和生態(tài)上的完善,加之國產(chǎn)化趨勢的推動(dòng)下,國內(nèi)GPU廠商的未來依舊可期。