全球独立GPU市场长期由英伟达主导,市场份额稳定在75%-80%之间,AMD以约20%的份额位居第二。在浮点性能这一核心指标上,国产GPU代表厂商景嘉微的旗舰产品已实现对英伟达约五至六年前主流产品的对标——以景嘉微JM9271为例,其浮点性能为8TFLOPS,而英伟达GTX 1080(发布于2016年)为8.9TFLOPS,差距已从“代际鸿沟”缩小到“同代追赶”的范围内。

全球GPU格局:英伟达的“独立王国”与英特尔的“集成帝国”

理解GPU市场,首先要区分独立GPU与集成GPU两大形态,二者的竞争格局截然不同。

集成GPU市场由CPU厂商主导,因为集成GPU通常与CPU封装在同一块芯片上。英特尔凭借其在CPU市场的统治地位,占全球PC GPU出货量的比例保持在60%-70%之间,AMD与英伟达紧随其后。集成GPU性能相对有限,主要用于传统图像显示,属于存量市场。

独立GPU市场则是另一番景象。独立GPU拥有专用显存和独立电路板,性能强劲,广泛应用于人工智能、高性能计算等增量市场。在这个市场,英伟达占据绝对领导地位,市场份额常年维持在75%-80%的区间,AMD是第二大玩家,市占率约20%。从季度数据看,英伟达在独立GPU市场的份额曾一度达到83%的高位,而AMD则基本在17%-24%之间波动。

国产GPU的浮点性能坐标:锚定英伟达2016年水平

GPU与CPU的一大区别在于,CPU行业存在X86、ARM等可授权的半成品架构供后来者学习,而GPU基本上需要完全自研,加之国内GPU人才储备远少于CPU,国产化的技术难度更大。

目前国内真正做出独立GPU实物产品的厂商,主要是景嘉微和中船709所两家。其中,景嘉微的GPU底层技术全部自研,产品推出时间更早、成熟度更高。以浮点性能为标尺,景嘉微2021年发布的9系产品已经可以对标英伟达2016年的水平,足够满足信创要求。

从具体参数对比来看,景嘉微JM9271与英伟达GTX 1080的差距已相当接近:

性能指标景嘉微JM9271英伟达GTX 1080
浮点性能8000 GFLOPS8900 GFLOPS
核心频率>1800MHz>1733MHz
显存容量16GB8GB
显存带宽512GB/s320GB/s
主机接口PCIe 4.0 x 16PCIe 3.0 x 16

值得注意的是,JM9271在显存容量、显存带宽、核心频率和主机接口等多项参数上已实现对GTX 1080的反超,浮点性能的差距约为10%左右。考虑到GTX 1080发布于2016年,这意味着国产GPU在浮点性能上与国际主流产品的代差已缩短至约五至六年。

常见问题

国产GPU与英伟达的差距主要还有哪些?

除了浮点性能,差距还体现在软件生态和商用成熟度上。英伟达的CUDA生态经过多年积累,已成为AI开发的事实标准,而国产GPU的软件栈和开发者生态仍在建设初期。此外,在驱动稳定性、游戏兼容性等消费级应用层面,国产GPU与英伟达产品仍有明显距离。

信创市场对国产GPU意味着什么?

信创市场是国产GPU当前最重要的基本盘。景嘉微的产品已与飞腾、龙芯、海光等主要国产CPU厂商,以及统信、麒麟等操作系统完成适配。2020年下半年起,受国际供货因素影响,整机厂商转向采用国产GPU,景嘉微凭借先发优势基本覆盖了信创市场,订单量高速增长。

国产GPU在AI训练等增量市场的前景如何?

AI训练、高性能计算正是独立GPU最重要的增量市场,也是英伟达的强势领域。国产GPU目前在浮点性能上已具备一定基础,但要切入AI训练市场,不仅需要硬件算力达标,更需要软件框架适配和生态支撑,这需要较长时间的积累。出口管制背景下,国产GPU在关键行业的替代进程正在加速,但距离全面参与全球AI算力竞争仍有相当距离。