GPU通过集成数百至数千个小型计算核心,实现大规模并行计算,在挖矿、AI训练等需要高并发吞吐的场景中形成对CPU的显著优势。信创GPU的技术壁垒主要体现在芯片架构的完全自研、针对并行算法的专用电路设计、功耗与内存带宽的平衡优化,以及先发建立的软硬件生态适配。其中,国产独立GPU厂商景嘉微的产品已实现底层技术全部自研,并与国内主流CPU、操作系统及整机厂商完成适配,形成了信创市场的竞争壁垒。
GPU并行架构的底层逻辑
GPU基于大吞吐量设计,拥有大量性能相对较弱的运算器(ALU),适合对密集数据进行并行处理,擅长大规模并发计算。与CPU基于低延时设计、单核性能强、适合串行运算不同,GPU的控制单元相对简单,且不需要很大的缓存(Cache),大部分晶体管可用于各类专用电路和流水线,因此计算速度大增,拥有强大的浮点运算能力。这种架构使得GPU在挖矿、AI训练等需要同时处理海量简单任务的场景中,效率远超CPU。
信创GPU的技术壁垒构建
信创GPU的技术壁垒首先体现在芯片架构的完全自研。与CPU有X86和ARM等半成品框架可供学习不同,GPU基本需要完全自研,且国内GPU人才远少于CPU人才,研发难度更大。目前,国内独立GPU领域真正做出实物的只有景嘉微和中船709所。景嘉微的底层技术全部自研,其2021年发布的9系产品性能已可对标英伟达2016年的水平,足够满足信创要求。
在生态适配方面,景嘉微已与飞腾、龙芯、中科海光、统信软件、麒麟软件、浪潮、清华同方等国内主要CPU、操作系统和整机厂商完成适配工作,建立了较强的先发优势。从2020年下半年开始,受国际因素影响,AMD无法供货,整机厂商只能采用国产GPU,景嘉微凭借成熟的产品基本占据了信创独立GPU市场的主要份额。
常见问题
信创GPU与CPU的主要区别是什么?
GPU基于大吞吐量设计,拥有数百至数千个小核,适合对密集数据进行并行处理,擅长大规模并发计算;CPU基于低延时设计,单核性能强,适合串行运算和处理单个复杂任务。两者在微架构上,GPU大部分晶体管用于专用电路和流水线,而CPU大部分晶体管用在控制电路和缓存上。
国产独立GPU目前有哪些主要厂商?
国内独立GPU领域主要厂商有景嘉微和中船709所,其他大部分厂商仍处于研发或流片阶段。景嘉微的产品推出更早、成熟度更高,底层技术全部自研,已与国内主流软硬件厂商完成适配,在信创市场中具有先发优势。
信创GPU的竞争壁垒体现在哪些方面?
壁垒主要体现在:芯片架构的完全自研能力(GPU需从头自研,无半成品框架)、并行算法的专用电路设计、功耗与内存带宽的优化,以及先发建立的软硬件生态适配。景嘉微已与国内主要CPU、操作系统和整机厂商完成适配,这种生态绑定构成了较强的竞争壁垒。