國內外GPU市場現狀分析

本文內容來源：GPU競爭壁壘：微架構和平臺生態”。

英偉達（NVIDIA）加速計算的先驅者，創立于 1993 年，公司于 1999 年發明的GPU 推動了 PC 游戲市場的增長，重新定義了現代計算機顯卡，并對并行計算進行了革新。目前，英偉達的產品應用領域包括數據中心和云計算、游戲和創作、高性能計算、自動駕駛汽車、計算機開發和邊緣計算等，已逐漸轉型為計算機平臺公司。長久以來，英偉達是加速計算的先驅者。

英偉達 GeForce RTX 40 系列 GPU 為游戲玩家和創作者提供了高性能游戲體驗。這一系列 GPU 由更高效的 NVIDIA Ada Lovelace 架構提供動力支持，可在性能和 AI 驅動圖形領域實現質的飛躍。得益于光線追蹤和更高的 FPS 游戲分辨率，玩家和創作者能夠以更低的延遲體驗栩栩如生的虛擬世界，探索革新的創作方式和遠勝以往的工作流程加速技術。

NVIDIA A100 Tensor Core GPU 可針對 AI、數據分析和 HPC 應用場景，在不同規模下實現出色的加速，有效助力更高性能的彈性數據中心。A100 采用NVIDIA Ampere 架構，是 NVIDIA 數據中心平臺的引擎，其性能比上一代產品提升高達 20 倍，并可劃分為七個 GPU 實例，以根據變化的需求進行動態調整。A100 提供超快速的顯存帶寬（每秒超過 2 萬億字節 [TB/s]），可處理超大型模型和數據集。

NVIDIA H100 Tensor Core GPU 作為 A100 的迭代產品，可進一步在每個工作負載中實現出色性能、可擴展性和安全性。H100 使用 NVIDIA NVLink Switch系統，可連接多達 256 個 H100 來加速百億億級 (Exascale) 工作負載，另外可通過專用的 Transformer 引擎來處理萬億參數語言模型。與 A100 相比，H100 的綜合技術創新可以將大型語言模型的速度提高 30 倍，從而提供業界領先的對話式AI。

2、AMD

AMD（超微半導體公司），自 1969 年創立以來，專注于處理器及相關技術設計研發。AMD 2009 年將自有晶圓廠拆分為現今的格芯后，從 IDM 廠商轉型為Fabless 公司，目前 AMD 主要產品為 CPU（包括嵌入式平臺）、GPU、主板芯片以及 2022 年收購賽靈思而擴充的 FPGA 業務。AMD 是目前除了英特爾以外，最大的 x86 架構處理器供應商，自 2006 年收購 ATI 后，成為同時擁有 CPU和 GPU 技術的半導體公司。

AMD 最新于 2022 年推出 AMD Radeon RX 7000 系列顯卡，采用 AMD 最新RDNA 3 計算單元，具有光線追蹤和人工智能加速功能。7900 系列創新性地采用了小芯片技術的游戲 GPU，其 AMD Radiance Display 引擎和 DisplayPortTM2.1 的強強聯合可以帶來 12 位 HDR 和 REC2020 色彩空間的完全覆蓋，最高可達8K 165Hz。

AMD 于 2016 年推出 Instinct 計算加速器，旨在加速深度學習、人工神經網絡和高性能計算 GPGPU 的應用。AMD Instinct 系列加速器采用創新性的 AMDCDNA 架構、AMD Infinity Fabric 技術以及先進的封裝技術。對于高性能計算工作負載，AMD Instinct MI250X 的 GPU 雙精度 (FP64)結合全新 FP64 Matrix Core技術更可實現最高達 95.7 TFLOPs 峰值理論性能。

3、高通

高通（Qualcomm）創立于 1985 年，是全球領先的無線科技創新公司。高通變革了世界連接、計算和溝通的方式，高通的基礎科技賦能整體移動生態系統，開啟了移動互聯時代。2009 年，高通收購了 AMD 的移動 GPU Imageon 系列，開始發展移動端自研 GPU 業務。

高通 Adreno GPU（原 Imageon）為采用驍龍處理器的移動終端提供游戲機品質的 3D 圖形處理能力，為游戲、用戶界面和高性能計算任務提供更快的圖形處理。作為驍龍異構計算的關鍵組件，Adreno GPU 為無縫配合驍龍 CPU 和 DSP而設計，可以幫助支持處理密集型 GPGPU 計算任務。2022 年底，高通已發布全新 4nm 級 GPU Adreno 740。

4、Imagination

Imagination 成立于 1985 年，移動端 GPU 設計領域的領軍企業。Imagination 業務主要包括設計 PowerVR 移動圖形處理器，網絡路由器（基于 MIPS CPU）和其他純消費電子部門。此外還提供無線電基帶處理、網絡、數字信號處理器、視頻和音頻硬件、IP 語音軟件、云計算以及芯片和系統設計服務。

2020 年 10 月，Imagination 發布 IMG B 系列高性能 GPU IP。此款多核架構 GPUIP 包括 BXE、BXM、BXT、BXS 4 個系列，分別代表入門級、中端、高端以及汽車安全。其中 BXT 主要應用于移動設備、數據中心，浮點算力 6TFlops，每秒可處理 1920 億像素，AI 算力達 24Tops。

5、ARM

ARM（安謀控股公司），成立于 1990 年，是全球龍頭半導體 IP 供應商。公司主要產品有 CPU、GPU 和 NPU 等處理器 IP。目前，總共有超過 100 家公司與ARM 公司簽訂了技術使用許可協議，其中包括 Intel、IBM、LG、NEC、SONY等。

ARM 最新 GPU 產品 Mali-G7 系列中 Immortails-G715 GPU 采用 10 個及以上內核，支持硬件級光線追蹤技術。Mali-G715 旨在通過一系列新的圖形功能和升級（包括可變速率著色）來滿足高端移動市場的需求，適用于移動設備上的復雜AAA 游戲。

國產GPU 持續發力，對標行業龍頭縮小差距。GPU 有兩條主要的發展路線：分別為傳統的 2D/3D 圖形渲染 GPU 和專注高性能計算的 GP GPU，近年來，國產GPU 廠商在圖形渲染 GPU 和高性能計算 GPGPU 領域上均推出了較為成熟的產品，在性能上不斷追趕行業主流產品，在特定領域達到業界一流水平。生態方面國產廠商大多兼容英偉達 CUDA，融入大生態進而實現客戶端導入。