与CPU有X86、ARM这类半成品框架可供国内企业学习使用不同,信创GPU基本需要完全自研,叠加国内GPU人才远少于CPU人才,其国产化难度整体高于CPU。落到两条技术路线上:集成GPU通常由CPU厂商主导,与CPU共用一块芯片、共享系统内存,兼容性较强但性能低于独立GPU;独立GPU国内真正做出实物产品的厂商有限,目前主要是景嘉微与中船709所,多数厂商仍处于研发或流片阶段,距离商用尚有较大距离。因此,独立GPU路线的自主可控难度更为突出。

一、为什么GPU比CPU更难“绕过去”

CPU领域存在X86和ARM这类半成品框架,可供国内企业学习和使用;GPU则基本要完全自研,可借鉴的现成框架有限。同时,国内GPU人才远少于CPU人才。两条因素叠加,使GPU国产难度更大一些。

从架构看,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(运算器),擅长大规模并发计算,被应用于挖矿、AI训练等场景。这也决定了GPU的研发路径与CPU并不相同。

二、集成与独立:两条路线的难点差异

集成GPU通常和CPU共用一块芯片,共享系统内存,制作一般由CPU厂商完成,兼容性强、功耗低、发热量小,但性能低于独立GPU,主要功能仍是传统图像显示,属于存量市场。其自主可控难点更多与CPU厂商的整体能力绑定,产品重心也更多落在CPU性能和生态上,公开信息相对较少。

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,主要用于人工智能、挖矿等需要大量并行计算的领域,属于重要增量市场。这条路线的难点在于:底层技术需自研,且国内真正做出实物的厂商有限。

对比维度集成GPU独立GPU
制作主体一般由CPU厂商完成独立GPU厂商
芯片与内存与CPU共用一块芯片、共享系统内存独立显卡电路板、专用显示存储器
性能与功耗性能较低,功耗低、发热小性能更高,功耗与发热较大
主要市场传统图像显示,存量市场人工智能、挖矿等,增量市场
国内进展主要由CPU厂商竞争景嘉微、中船709所有实物产品

三、国产独立GPU的突破口

在独立GPU方向,国内做相关研发的公司不少,但真正做出实物的主要是景嘉微和中船709所。其中景嘉微底层技术全部自研,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,能够满足信创要求,并已与国内主要CPU和操作系统厂商完成适配,建立了一定的先发优势。

中船709所在GPU领域技术积累较多,也有产品做出,其产品书面指标较强,但在重要型号的现场PK中,实际性能发挥不如景嘉微。这也说明,自主可控不仅看纸面参数,更看实际落地与生态适配。

常见问题

信创GPU为什么必须完全自研?

CPU领域有X86和ARM这类半成品框架可供国内企业学习和使用,而GPU基本要完全自研,加上国内GPU人才远少于CPU人才,因此国产难度更大。

集成GPU和独立GPU,哪条路线自主可控更难?

集成GPU一般由CPU厂商制作,与CPU能力绑定;独立GPU需自研底层技术,且国内真正做出实物的厂商有限,目前主要是景嘉微和中船709所,多数厂商仍处研发或流片阶段,距离商用较远,因此独立GPU路线的自主可控难度更突出。

国产独立GPU目前进展如何?

景嘉微底层技术全部自研,产品推出更早、成熟度更高,已与国内主要CPU和操作系统厂商完成适配;中船709所技术积累较多并有产品做出,书面指标较强,但重要型号现场PK中实际性能发挥不如景嘉微。