國產(chǎn)GPU喧囂一時(shí)，應用如何？

來(lái)源：半導體產(chǎn)業(yè)縱橫

近來(lái)，國產(chǎn)GPU的發(fā)展勢頭非常迅猛。芯動(dòng)科技、景嘉微、龍芯頻頻推出重磅新品，把國產(chǎn)GPU推向了高潮。中國在自主研發(fā)GPU 方面仍處于起步階段，但已經(jīng)聚集了約20家該領(lǐng)域的企業(yè)，包括景嘉微電子、芯動(dòng)科技、天數智芯、摩爾線(xiàn)程、壁仞科技、沐曦集成、登臨科技和礪算科技。它們在資本市場(chǎng)上最受追捧，其中許多已經(jīng)將其GPU 芯片投入量產(chǎn)。國產(chǎn)GPU毋庸置疑是頗受關(guān)注的，不論業(yè)內還是業(yè)外都在提問(wèn)，我們的GPU能擺脫卡脖子問(wèn)題了嗎？我們的新品在國際上到達什么位置？這些看起來(lái)優(yōu)秀的產(chǎn)品誰(shuí)在用？用的好嗎？GPU大環(huán)境受下游應用需求低迷影響，GPU價(jià)格自去年12月以來(lái)不斷下跌，近日外媒Tom's hardware報道，5月GPU價(jià)格環(huán)比再下降15%。與上個(gè)月相比，GPU 價(jià)格繼續下降，但下降速度放緩了很多。6 月份 GPU 的平均價(jià)格下降了14%，而 7 月份僅下降了 6%。這可能部分是因為加密貨幣價(jià)格溫和反彈，盡管 RTX 3090 Ti 或 RTX 3090 的平均收入僅為每天 2.50 美元，需要大約 500 天才能收支平衡。去年在游戲、挖礦等帶動(dòng)下，GPU價(jià)格迅速上漲，英偉達與AMD兩家公司顯卡產(chǎn)品價(jià)格是市場(chǎng)指導價(jià)格的兩倍或三倍。隨著(zhù)下游應用需求疲軟，多數顯卡以市場(chǎng)指導價(jià)格或低于市場(chǎng)指導價(jià)格出售。全球市場(chǎng)研究機構TrendForce集邦咨詢(xún)調查顯示，2022年上半年消費性電子市場(chǎng)受宅經(jīng)濟效應減弱、疫情及國際局勢緊張、高通脹等沖擊，再加上邁入傳統淡季，相關(guān)應用如PC、筆電、電視、智能手機需求明顯降溫，下游客戶(hù)陸續下修今年出貨目標。以筆電市場(chǎng)為例，今年一季度筆電出貨為5460萬(wàn)臺，同比減少6.2%，環(huán)比減少15.4%。除了下游應用影響之外，今年下半年隨著(zhù)英偉達、AMD、英特爾陸續推出新產(chǎn)品，現有的GPU價(jià)格或將進(jìn)一步下跌。捷報頻傳的國產(chǎn)GPU
這幾年，在諸多創(chuàng )企的努力下，除了最近的芯動(dòng)科技“風(fēng)華2號”、格蘭菲發(fā)布Glenfly Arise GT-10C0，國產(chǎn)GPU爭分奪秒的交出了很多有實(shí)力的作品。
從國內GPU龍頭景嘉微的產(chǎn)品來(lái)看，景嘉微在2021年9月推出的JM9231和JM9271將采用業(yè)界主流的統一渲染架構，支持 OpenGL4.5接口，可以無(wú)縫兼容市面上主流的CPU、操作系統和應用程序。JM9231性能與國際同類(lèi)公司2016年中低端產(chǎn)品性能相當，主要針對國產(chǎn)化辦公電腦，便攜式計算機、中低端的游戲機和高端嵌入式系統等消費電子領(lǐng)域。JM9271在JM9231基礎上對科學(xué)計算能力進(jìn)行大幅度提高和改進(jìn)，可以達到國際同類(lèi)公司2017年中高端產(chǎn)品的性能。
除此之外，還有部分產(chǎn)品可以直接對標國際大廠(chǎng)產(chǎn)品。比如龍芯的3A5000可以對標高通624 Home Platform、212 Home Platform高通CSRS3683、Marvell ARMADA 162、恩智浦i.MXL等產(chǎn)品；3C5000可對標高通624 Home Hub Platform、Marvell 88AP162-B0-BJD2C004、恩智浦i.MX37。應用落地擁有了這些成果，我們還是最關(guān)注那個(gè)問(wèn)題，在 GPU應用的三大領(lǐng)域游戲、AI、自動(dòng)駕駛，國產(chǎn)GPU落地了嗎？GPU龍頭景嘉微廣泛應用于軍工行業(yè)，未來(lái)將打開(kāi)民用市場(chǎng)空間。第一代產(chǎn)品JM5400主要支撐軍用裝備；第二代產(chǎn)品JM7200于2018年8月流片成功，在完成軍用領(lǐng)域產(chǎn)品替代同時(shí)切入民用信創(chuàng )市場(chǎng)。目前公司下一代JM9系列GPU研發(fā)已處于后端設計階段，預計性能將大幅提升，目標進(jìn)入國內信創(chuàng )以及人工智能、云計算等中高端應用領(lǐng)域。與龍芯、飛騰、麒麟軟件、統信軟件、道、天脈等國內主要的CPU和操作系統廠(chǎng)商的適配工作，與中國長(cháng)城、超越電子等十余家國內主要計算機整機廠(chǎng)商建立合作關(guān)系并進(jìn)行產(chǎn)品測試，與麒麟、長(cháng)城、蒼穹、寶德、超圖、昆侖、中科方德、中科可控、寧美等多家軟硬件廠(chǎng)商進(jìn)行互相認證，共同構建國產(chǎn)化計算機應用生態(tài)。JM7200在通用領(lǐng)域主要應用于桌面辦公計算機，目前公司已與湖南長(cháng)城科技信息有限公司、北京神州數碼有限公司等多家公司簽訂合作框架協(xié)議。芯瞳的應用領(lǐng)域主要有三個(gè)方面：黨政八大行業(yè)（航空、戰車(chē)、雷達等）、軍隊、云游戲。它的第四代GPU芯片已經(jīng)能夠覆蓋90%的黨政八大行業(yè)。芯瞳已經(jīng)與7家下游廠(chǎng)商簽署了戰略合作協(xié)議，包括龍芯、統信軟件等知名廠(chǎng)商，在產(chǎn)品研發(fā)的同時(shí)，在產(chǎn)業(yè)鏈上下游也取得了不少伙伴的認可。芯動(dòng)科技也在“風(fēng)華2號”發(fā)布會(huì )上，與中能建投、高瀾股份、統信軟件、麒麟軟件、澤塔云、優(yōu)刻得等上下游合作伙伴現場(chǎng)簽約，現場(chǎng)簽約合作規模達到5個(gè)億。即便如此，國內GPU的落地應用依舊不多，有不少產(chǎn)品和演示目前還處于“PPT”狀態(tài)，國內GPU創(chuàng )業(yè)領(lǐng)域的現狀也是魚(yú)目混珠、泥沙俱下。GPU領(lǐng)域，還是被英偉達等大廠(chǎng)生態(tài)所壟斷。對標國際， 路在何方核心IP差距一些重大挑戰可能會(huì )影響中國本土 GPU 的發(fā)展。首先是IP許可。由于IP研發(fā)難度大、開(kāi)發(fā)周期長(cháng)，目前中國GPU開(kāi)發(fā)者大多使用英國Imagination Technologies提供的IP，導致核心電路專(zhuān)利無(wú)法控制，后續更新無(wú)法進(jìn)行。IP的質(zhì)量很大程度上決定了國產(chǎn)GPU性能的底色。在天津集成電路行業(yè)協(xié)會(huì )顧問(wèn)步日欣看來(lái)，GPU作為高性能的大芯片，想在短期內出成果，必然需要依賴(lài)外部IP。國產(chǎn)GPU廠(chǎng)商能夠快速推出相關(guān)產(chǎn)品，很大程度上依靠外購IP。國內GPU底層技術(shù)空白點(diǎn)較多，IP大多受制于國外廠(chǎng)商，產(chǎn)品前端穩定性不理想，目前又很難在主線(xiàn)中高端電子產(chǎn)品上得到普及化應用，需多年沉淀形成自主IP積累才能具有一定替代性。需要指出的是，外購IP并不意味著(zhù)無(wú)法自主可控，但對GPU企業(yè)的能力要求很高。行業(yè)內人士認為，國內核心IP能力至少比英偉達、AMD等落后十年左右。而整體而言，GPU企業(yè)與國際大廠(chǎng)技術(shù)差距約3年，渲染GPU與國際大廠(chǎng)差距約10年左右。但是芯動(dòng)科技去年推出的渲染GPU風(fēng)華1號80%以上的IP都屬于自主研發(fā)。獲得了架構授權，芯動(dòng)科技就可以不受限制地自行改進(jìn)，能夠做到自主可控。國內更多的廠(chǎng)商都需要面臨這一問(wèn)題。打通到應用層在落地應用中分析，不難看出很多的國產(chǎn)GPU都是國內軍事、政府等傳統行業(yè)在用，這僅僅是國產(chǎn)替代的開(kāi)始。國產(chǎn)GPU業(yè)應采取開(kāi)放合作的心態(tài)，學(xué)會(huì )站在巨人的肩膀上，善于利用現有架構和生態(tài)，設計契合市場(chǎng)需求的優(yōu)秀產(chǎn)品，打造全球化設計水平的開(kāi)發(fā)團隊。國產(chǎn)GPU在起步階段兼容現有生態(tài)更容易發(fā)展，先求生存；長(cháng)期還是要擺脫兼容思路，站穩腳跟后再求發(fā)展自有的核心技術(shù)。在GPU生態(tài)中，軟件的權重已越來(lái)越高。Imagination中國區戰略市場(chǎng)與生態(tài)副總裁時(shí)昕博士也說(shuō)道，GPU軟件極為復雜，包括各種圖形API和計算接口、基礎庫、與上層應用對接適配等等，開(kāi)發(fā)工作量巨大。國內GPU生態(tài)的發(fā)展更需要“眾人拾柴”。要加快打造國產(chǎn)GPU產(chǎn)業(yè)鏈，下游的整機廠(chǎng)商需要對國產(chǎn)GPU給予更多包容。生產(chǎn)困境新創(chuàng )企業(yè)不僅面臨原材料和制造能力的緊張供應，還必須承受來(lái)自主要參與者的競爭壓力。對于GPU創(chuàng )企而言，巨大的研發(fā)費用和資本開(kāi)支是必需，但長(cháng)期、持續的利潤支撐才是GPU跨代發(fā)展的強勁驅動(dòng)力。而高端芯片研發(fā)周期長(cháng)、投入大，沒(méi)有足量資金支持無(wú)法取得成功，但過(guò)度的投資熱潮容易滋生投機現象，互聯(lián)****資的模式并不適用于芯片領(lǐng)域，國產(chǎn)GPU要謹防重蹈AI芯片的覆轍，需要正視差距，腳踏實(shí)地前行。壁仞科技聯(lián)席CEO李新榮說(shuō)，中國通用GPU企業(yè)會(huì )快速整合，最終行業(yè)只會(huì )留下2-3家大型企業(yè)。步日欣也說(shuō)，“下一步這幾十家GPU企業(yè)，肯定要面臨一定程度洗牌，那個(gè)時(shí)候才是真正的國產(chǎn)替代、縮小差距的開(kāi)始?！睙X(qián)的模式是難以為繼的，只有踏踏實(shí)實(shí)服務(wù)客戶(hù)，服務(wù)市場(chǎng)，并且能夠不斷的回收研發(fā)成本，進(jìn)一步實(shí)現創(chuàng )新，才是國產(chǎn)GPU的成功之路。

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