独立GPU之所以成为AI训练时代的增量市场,核心在于其架构天然适配大规模并行计算:与CPU擅长串行处理单个复杂任务不同,GPU集成了大量小型处理器,更适合对密集数据进行并发运算,因而被广泛应用于挖矿、AI训练等场景。从产品形态看,独立GPU一般封装在独立显卡电路板上、使用专用显示存储器,性能更高,主要用于需要大量并行计算的领域,属于增量市场;集成GPU通常与CPU共用一块芯片、共享系统内存,多由CPU厂商生产,主要承担传统图像显示功能,属于存量市场。在服务器端,由于专业图形处理与深度学习对性能要求较高,GPU以独立形态为主。与此同时,信创国产化带来了替换需求,使国产独立GPU获得新的成长空间。
独立GPU与集成GPU:增量与存量的分野
理解独立GPU的市场逻辑,先要区分两类产品形态。独立GPU性能由GPU性能与显存带宽共同决定,代价是系统功耗与发热量较大;集成GPU兼容性强、功耗低、发热量小,但性能低于独立GPU。应用场景上,服务器GPU以独立GPU为主,PC则视用途可搭载独立或集成GPU,通常采用集成GPU,移动端主要采用集成GPU。竞争格局方面,集成GPU市场主要由英特尔主导,其占全球PC GPU出货量的比例保持在60%-70%之间;独立GPU市场则由英伟达占据绝对领导地位,市场份额常年在75%-80%之间,AMD市占率约20%。也就是说,GPU市场虽保持较高增速,真正的玩家集中在英特尔、英伟达、AMD等少数海外巨头。
信创为何成为增长新变量
GPU的国产化比CPU更为紧迫。一方面,GPU基本需要完全自研,不像CPU有X86、ARM这类半成品框架可供学习使用,且国内GPU人才远少于CPU人才,国产难度更大;另一方面,高端GPU芯片出口管制使供应链不确定性上升。目前国内做独立GPU的公司不少,但真正做出实物的只有景嘉微和中船709所,其余多数厂商仍处于研发或流片阶段,距离商用尚有较大距离。其中,景嘉微GPU底层技术全部自研,产品推出更早、成熟度更高,其2021年发布的9系产品性能已可对标英伟达2016年的水平,官方表述为足够满足信创要求,并已与国内主要CPU和操作系统厂商完成适配。市场推广上,GPU并非信创强制要求而只是推荐,早期整机厂商更倾向成熟且便宜的AMD产品;2020年下半年起受国际因素影响AMD无法供货,整机厂商转向国产GPU,而当时有成熟产品的只有景嘉微,其订单数自此高速增加。
常见问题
独立GPU和集成GPU的核心区别是什么?
独立GPU封装在独立显卡电路板上、使用专用显示存储器,性能更高但功耗和发热更大,主要用于人工智能、挖矿等需要大量并行计算的增量市场;集成GPU与CPU共用芯片、共享系统内存,多由CPU厂商生产,功耗低但性能较低,主要承担传统图像显示,属于存量市场。
为什么服务器端以独立GPU为主?
服务器GPU需要承担专业图形处理、深度学习等应用,对性能要求比较高,因此以独立GPU为主。这也意味着AI训练等并行计算需求的扩张,会直接体现在独立GPU这一增量市场上。
信创给国产GPU带来了什么机会?
GPU并非信创强制要求,只是推荐,早期国产产品面临成熟海外产品的竞争。随着国际因素导致海外供货中断,整机厂商只能转向国产GPU,而当时具备成熟产品的厂商有限,国产独立GPU由此获得替换需求带来的市场空间。