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国产GPU喧嚣一时，应用如何？

发布人：旺材芯片时间：2022-08-28 来源：工程师

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来源：半导体产业纵横

近来，国产GPU的发展势头非常迅猛。芯动科技、景嘉微、龙芯频频推出重磅新品，把国产GPU推向了高潮。中国在自主研发GPU 方面仍处于起步阶段，但已经聚集了约20家该领域的企业，包括景嘉微电子、芯动科技、天数智芯、摩尔线程、壁仞科技、沐曦集成、登临科技和砺算科技。它们在资本市场上最受追捧，其中许多已经将其GPU 芯片投入量产。国产GPU毋庸置疑是颇受关注的，不论业内还是业外都在提问，我们的GPU能摆脱卡脖子问题了吗？我们的新品在国际上到达什么位置？这些看起来优秀的产品谁在用？用的好吗？GPU大环境受下游应用需求低迷影响，GPU价格自去年12月以来不断下跌，近日外媒Tom's hardware报道，5月GPU价格环比再下降15%。与上个月相比，GPU 价格继续下降，但下降速度放缓了很多。6 月份 GPU 的平均价格下降了14%，而 7 月份仅下降了 6%。这可能部分是因为加密货币价格温和反弹，尽管 RTX 3090 Ti 或 RTX 3090 的平均收入仅为每天 2.50 美元，需要大约 500 天才能收支平衡。去年在游戏、挖矿等带动下，GPU价格迅速上涨，英伟达与AMD两家公司显卡产品价格是市场指导价格的两倍或三倍。随着下游应用需求疲软，多数显卡以市场指导价格或低于市场指导价格出售。全球市场研究机构TrendForce集邦咨询调查显示，2022年上半年消费性电子市场受宅经济效应减弱、疫情及国际局势紧张、高通胀等冲击，再加上迈入传统淡季，相关应用如PC、笔电、电视、智能手机需求明显降温，下游客户陆续下修今年出货目标。以笔电市场为例，今年一季度笔电出货为5460万台，同比减少6.2%，环比减少15.4%。除了下游应用影响之外，今年下半年随着英伟达、AMD、英特尔陆续推出新产品，现有的GPU价格或将进一步下跌。捷报频传的国产GPU
这几年，在诸多创企的努力下，除了最近的芯动科技“风华2号”、格兰菲发布Glenfly Arise GT-10C0，国产GPU争分夺秒的交出了很多有实力的作品。
从国内GPU龙头景嘉微的产品来看，景嘉微在2021年9月推出的JM9231和JM9271将采用业界主流的统一渲染架构，支持 OpenGL4.5接口，可以无缝兼容市面上主流的CPU、操作系统和应用程序。JM9231性能与国际同类公司2016年中低端产品性能相当，主要针对国产化办公电脑，便携式计算机、中低端的游戏机和高端嵌入式系统等消费电子领域。JM9271在JM9231基础上对科学计算能力进行大幅度提高和改进，可以达到国际同类公司2017年中高端产品的性能。
除此之外，还有部分产品可以直接对标国际大厂产品。比如龙芯的3A5000可以对标高通624 Home Platform、212 Home Platform高通CSRS3683、Marvell ARMADA 162、恩智浦i.MXL等产品；3C5000可对标高通624 Home Hub Platform、Marvell 88AP162-B0-BJD2C004、恩智浦i.MX37。

应用落地拥有了这些成果，我们还是最关注那个问题，在 GPU应用的三大领域游戏、AI、自动驾驶，国产GPU落地了吗？

GPU龙头景嘉微广泛应用于军工行业，未来将打开民用市场空间。第一代产品JM5400主要支撑军用装备；第二代产品JM7200于2018年8月流片成功，在完成军用领域产品替代同时切入民用信创市场。目前公司下一代JM9系列GPU研发已处于后端设计阶段，预计性能将大幅提升，目标进入国内信创以及人工智能、云计算等中高端应用领域。与龙芯、飞腾、麒麟软件、统信软件、道、天脉等国内主要的CPU和操作系统厂商的适配工作，与中国长城、超越电子等十余家国内主要计算机整机厂商建立合作关系并进行产品测试，与麒麟、长城、苍穹、宝德、超图、昆仑、中科方德、中科可控、宁美等多家软硬件厂商进行互相认证，共同构建国产化计算机应用生态。JM7200在通用领域主要应用于桌面办公计算机，目前公司已与湖南长城科技信息有限公司、北京神州数码有限公司等多家公司签订合作框架协议。芯瞳的应用领域主要有三个方面：党政八大行业（航空、战车、雷达等）、军队、云游戏。它的第四代GPU芯片已经能够覆盖90%的党政八大行业。芯瞳已经与7家下游厂商签署了战略合作协议，包括龙芯、统信软件等知名厂商，在产品研发的同时，在产业链上下游也取得了不少伙伴的认可。芯动科技也在“风华2号”发布会上，与中能建投、高澜股份、统信软件、麒麟软件、泽塔云、优刻得等上下游合作伙伴现场签约，现场签约合作规模达到5个亿。即便如此，国内GPU的落地应用依旧不多，有不少产品和演示目前还处于“PPT”状态，国内GPU创业领域的现状也是鱼目混珠、泥沙俱下。GPU领域，还是被英伟达等大厂生态所垄断。对标国际，路在何方核心IP差距一些重大挑战可能会影响中国本土 GPU 的发展。首先是IP许可。由于IP研发难度大、开发周期长，目前中国GPU开发者大多使用英国Imagination Technologies提供的IP，导致核心电路专利无法控制，后续更新无法进行。IP的质量很大程度上决定了国产GPU性能的底色。在天津集成电路行业协会顾问步日欣看来，GPU作为高性能的大芯片，想在短期内出成果，必然需要依赖外部IP。国产GPU厂商能够快速推出相关产品，很大程度上依靠外购IP。国内GPU底层技术空白点较多，IP大多受制于国外厂商，产品前端稳定性不理想，目前又很难在主线中高端电子产品上得到普及化应用，需多年沉淀形成自主IP积累才能具有一定替代性。需要指出的是，外购IP并不意味着无法自主可控，但对GPU企业的能力要求很高。行业内人士认为，国内核心IP能力至少比英伟达、AMD等落后十年左右。而整体而言，GPU企业与国际大厂技术差距约3年，渲染GPU与国际大厂差距约10年左右。但是芯动科技去年推出的渲染GPU风华1号80%以上的IP都属于自主研发。获得了架构授权，芯动科技就可以不受限制地自行改进，能够做到自主可控。国内更多的厂商都需要面临这一问题。打通到应用层在落地应用中分析，不难看出很多的国产GPU都是国内军事、政府等传统行业在用，这仅仅是国产替代的开始。国产GPU业应采取开放合作的心态，学会站在巨人的肩膀上，善于利用现有架构和生态，设计契合市场需求的优秀产品，打造全球化设计水平的开发团队。国产GPU在起步阶段兼容现有生态更容易发展，先求生存；长期还是要摆脱兼容思路，站稳脚跟后再求发展自有的核心技术。在GPU生态中，软件的权重已越来越高。Imagination中国区战略市场与生态副总裁时昕博士也说道，GPU软件极为复杂，包括各种图形API和计算接口、基础库、与上层应用对接适配等等，开发工作量巨大。国内GPU生态的发展更需要“众人拾柴”。要加快打造国产GPU产业链，下游的整机厂商需要对国产GPU给予更多包容。生产困境新创企业不仅面临原材料和制造能力的紧张供应，还必须承受来自主要参与者的竞争压力。对于GPU创企而言，巨大的研发费用和资本开支是必需，但长期、持续的利润支撑才是GPU跨代发展的强劲驱动力。而高端芯片研发周期长、投入大，没有足量资金支持无法取得成功，但过度的投资热潮容易滋生投机现象，互联****资的模式并不适用于芯片领域，国产GPU要谨防重蹈AI芯片的覆辙，需要正视差距，脚踏实地前行。壁仞科技联席CEO李新荣说，中国通用GPU企业会快速整合，最终行业只会留下2-3家大型企业。步日欣也说，“下一步这几十家GPU企业，肯定要面临一定程度洗牌，那个时候才是真正的国产替代、缩小差距的开始。”烧钱的模式是难以为继的，只有踏踏实实服务客户，服务市场，并且能够不断的回收研发成本，进一步实现创新，才是国产GPU的成功之路。