GPU 在不同终端的需求结构差异明显:服务器 GPU 侧重专业图形处理与深度学习,对性能要求高,以独立 GPU 为主;PC 视用途可搭载独立或集成 GPU,但通常采用集成 GPU;移动端主要采用集成 GPU。 落到信创国产化替换上,国产独立 GPU 优先切入的是党政、金融以及交通、通信等系统的国产化电脑替换,并向人工智能、云计算等方向延伸。
不同终端的 GPU 需求结构
GPU 是图形处理器(graphics processing unit),最初专门承担图像与图形相关运算,后来功能从图形显示扩展到高性能计算领域。它与 CPU 互补:CPU 基于低延时设计,单核性能强,适合串行运算;GPU 基于大吞吐量设计,拥有更多性能相对弱的 ALU,适合对密集数据进行并行处理,擅长大规模并发计算,因而被应用于挖矿、AI 训练等场景。
从产品形态看,GPU 分为独立 GPU 与集成 GPU。独立 GPU 一般封装在独立的显卡电路板上,使用专用显示存储器,性能由 GPU 性能与显存带宽共同决定,性能更高,但系统功耗、发热量较大,主要用于需要大量并行计算的领域;集成 GPU 通常与 CPU 共用一块芯片、共享系统内存,制作一般由 CPU 厂家完成,兼容性较强、功耗低、发热量小,性能低于独立 GPU,主要功能仍是传统图像显示。
| 应用端 | 主要形态 | 典型用途与要求 |
|---|---|---|
| 服务器 | 以独立 GPU 为主 | 专业图形处理、深度学习等,对性能要求比较高 |
| PC | 可搭载独立或集成 GPU,通常采用集成 GPU | 视使用用途而定 |
| 移动端 | 主要采用集成 GPU | 移动设备图形处理 |
信创国产 GPU 的落地场景
GPU 的国产化比 CPU 更紧迫。与 CPU 有 X86、ARM 这类半成品框架可供国内企业学习使用不同,GPU 基本要完全自研,且国内 GPU 人才远少于 CPU 人才,国产难度更大。
在独立 GPU 方向,国内做独立 GPU 的公司有很多,但真正做出实物的只有景嘉微和中船 709 所,其他大部分厂商还处在研发或者流片阶段,距离商用还有较大距离。其中景嘉微 GPU 底层技术全部自研,产品出来得更早、成熟度更高,其 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,并已与国内主要的 CPU 和操作系统厂商完成适配,建立了一定的先发优势。
从产品定位看,国产独立 GPU 的应用领域分两类:一类面向党、政、金融以及交通、通信等系统的国产化电脑替换;另一类面向人工智能、云计算等领域,包括智能安防、语音识别等。GPU 并非信创强制要求,只是推荐,早期整机厂商在 AMD 产品成熟且便宜的背景下推广国产 GPU 存在难度;2020 年下半年起受国际因素影响,AMD 无法供货,整机厂商只能采用国产 GPU,而当时有成熟产品的只有景嘉微,其订单数自 2020 年下半年开始高速增加。集成 GPU 方面,主要还是 CPU 厂商在激烈竞争,产品重心更多在 CPU 性能和生态上,市场公开信息也比较少。
常见问题
服务器 GPU 和 PC GPU 的主要区别是什么?
服务器 GPU 用于专业图形处理、深度学习等应用,对性能要求比较高,因此以独立 GPU 为主;PC 则根据使用用途不同,既可以搭载独立 GPU,也可以使用集成 GPU,不过通常采用的都是集成 GPU。
信创国产 GPU 最先落地在哪些领域?
国产独立 GPU 的应用领域包括党、政、金融以及交通、通信等系统的国产化电脑替换,以及人工智能、云计算等领域,涵盖智能安防、语音识别等方向。其中党政金融等系统的电脑替换是较早切入的场景。
国产 GPU 为什么比国产 CPU 更难?
CPU 有 X86 和 ARM 这种半成品框架供国内企业学习和使用,而 GPU 基本上要完全自研;同时国内 GPU 人才远少于 CPU 人才,所以 GPU 国产难度更大一些。目前独立 GPU 领域只有景嘉微和中船 709 所做出了实物产品。