北京時(shí)間11月7日凌晨，英雄聯(lián)盟2021全球總決賽(S11)冠軍賽引爆了電競(jìng)?cè)Φ目駳g：中國(guó)大陸賽區(qū)EDG戰(zhàn)隊(duì)3:2逆轉(zhuǎn)戰(zhàn)勝韓國(guó)賽區(qū)DK戰(zhàn)隊(duì)奪冠。
在電子競(jìng)技這一對(duì)畫(huà)面渲染、圖像數(shù)據(jù)計(jì)算需求量極大的應(yīng)用場(chǎng)景中，GPU性能的優(yōu)劣幾乎起到?jīng)Q定性作用，而英雄聯(lián)盟選手使用的NVIDIA RTX 3090款GPU，市場(chǎng)單價(jià)約為12000元人民幣，是市場(chǎng)上現(xiàn)有的GPU中幾乎性能最好的產(chǎn)品。
隨著電競(jìng)市場(chǎng)逐漸升溫，高計(jì)算力、高畫(huà)面處理能力的GPU芯片也逐步受到移動(dòng)端與桌面端整機(jī)廠商青睞。為爭(zhēng)奪日益升溫的高性能GPU市場(chǎng)，各大供應(yīng)商紛紛提供了自己的技術(shù)方案。
全球GPU市場(chǎng)單季出貨量破億顆
市場(chǎng)研究公司 Jon PeddieResearch 的報(bào)告顯示，2021年第一季度全球GPU出貨量高達(dá)1.19億顆，同比增長(zhǎng) 38.78%。日益龐大且高速增長(zhǎng)的GPU市場(chǎng)，顯示出市場(chǎng)對(duì)高算力持續(xù)且高漲的需求。服務(wù)器、PC、移動(dòng)端、游戲主機(jī)構(gòu)成GPU最主要的四大市場(chǎng)。IDC報(bào)告顯示，2021年第二季度全球服務(wù)器出貨量超過(guò)320萬(wàn)臺(tái)。
在全球領(lǐng)先的服務(wù)器供應(yīng)商戴爾、HPE、浪潮、聯(lián)想、IBM、ODM Direct中，HPE、聯(lián)想、IBM已推出搭載GPU的產(chǎn)品由于GPU具有良好的并行運(yùn)算能力，GPU服務(wù)器已成為AI加速方案的優(yōu)選，當(dāng)前市面上的GPU服務(wù)器多配備八核GPU。據(jù)IDC預(yù)測(cè)，到2024年中國(guó)GPU服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到64億美元。
在游戲主機(jī)市場(chǎng)，當(dāng)前全球兩大游戲主機(jī)之一的Switch2021年7-9月出貨量為383萬(wàn)臺(tái)，索尼今年第三季度售出450萬(wàn)臺(tái)PlayStation5和140萬(wàn)臺(tái)PS4。
而GPU最大的市場(chǎng)仍為PC與智能手機(jī)。IDC最新公布的PC市場(chǎng)研究報(bào)告顯示，2021年第三季度全球PC出貨量達(dá)到8670萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)3.9%，連續(xù)第六個(gè)季度實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)。Canalys數(shù)據(jù)顯示，2021年第三季度，全球智能手機(jī)出貨量達(dá)到3.26億部，較上一季度增長(zhǎng)3%。
龐大的市場(chǎng)基數(shù)與快速增長(zhǎng)帶來(lái)了GPU市場(chǎng)行業(yè)的繁榮。暗藏在繁榮之下的，是廠商間對(duì)市場(chǎng)的激烈爭(zhēng)奪。
游戲場(chǎng)景英偉達(dá)一騎絕塵
從全球2020年第二季度PC領(lǐng)域的GPU出貨量來(lái)看，Intel是全球最大的處理器供應(yīng)商。憑借CPU在出貨量上的優(yōu)勢(shì)，集成GPU銷售取得了極高的市場(chǎng)份額。價(jià)格低、供電少、兼容好是集成顯卡的優(yōu)勢(shì)，也是下游主機(jī)廠商和消費(fèi)者選擇集成顯卡和英特爾的理由。
但在對(duì)畫(huà)面質(zhì)量要求更高的制圖、游戲等應(yīng)用場(chǎng)景中，以英偉達(dá)為領(lǐng)袖的獨(dú)立顯卡則依然是主機(jī)廠商和消費(fèi)者的首選。獨(dú)立GPU市場(chǎng)中，英偉達(dá)居于絕對(duì)壟斷地位，占有80%的市場(chǎng)份額，剩余20%份額由AMD占據(jù)；臺(tái)式獨(dú)立GPU市場(chǎng)與獨(dú)立GPU市場(chǎng)保持相似市場(chǎng)結(jié)構(gòu)，由英偉達(dá)與AMD二分天下。其中，英偉達(dá)以78%的市場(chǎng)份額立于不敗之地。此外，集邦咨詢分析師姚嘉洋在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，Intel也有推出獨(dú)立GPU分食英偉達(dá)與AMD市場(chǎng)的打算。
作為以專業(yè)性、高性能為核心競(jìng)爭(zhēng)力的桌面端GPU市場(chǎng)，英偉達(dá)與AMD將更多的研發(fā)精力投入在提升運(yùn)算能力、提升速度、優(yōu)化圖像呈現(xiàn)能力等指標(biāo)的提升上。
英偉達(dá)中國(guó)區(qū)Omniverse經(jīng)理何展在接受《中國(guó)電子報(bào)》采訪時(shí)表示：“GPU參數(shù)的主要核心有三個(gè)方向，分別是CUDA Core、Tensor Core和RT Core。”從數(shù)量上來(lái)看，英偉達(dá)推出的GEFORCERTX 30系列顯卡相較于20系列在CUDA Core數(shù)量上實(shí)現(xiàn)了全面提升，從2018年發(fā)布的20系列顯卡到2020年發(fā)布的30系列顯卡，CUDA Core數(shù)量由1920~4352核提升至3584~ 10496核。CUDA Core即為英偉達(dá)命名的一類流處理器，可成組或者大數(shù)量地運(yùn)行，CUDA Core數(shù)量越多，GPU并行處理能力越強(qiáng)，也就意味著GPU能夠更快地處理任務(wù)，也就能夠負(fù)載運(yùn)算量更大的計(jì)算任務(wù)，Tensor Core同樣關(guān)注于并行計(jì)算；RT Core則專注于光線實(shí)時(shí)追蹤。
為了提升畫(huà)面使用的流暢度和畫(huà)面清晰度，AMD在2020年10月發(fā)布的RDNA2架構(gòu)中加入了無(wú)限緩存(Infinity Cache)功能。使得產(chǎn)品只需不高的顯存位寬、帶寬即可滿足性能需求，容量越大、游戲分辨率越高，效果越明顯。據(jù)了解，AMD將在2022年發(fā)布的RNDA3架構(gòu)也將延續(xù)這一設(shè)計(jì)。AMD RDNA3架構(gòu)會(huì)融入3D堆疊的無(wú)限緩存，而且容量最高達(dá)512MB，是目前的整整4倍。其中，Navi 31大核心擁有完整的512MB，Navi 32、Navi 33會(huì)分別精簡(jiǎn)到384MB、256MB.Navi 31本身還會(huì)采用MCM雙芯整合封裝方式，相當(dāng)于每個(gè)核心的無(wú)限緩存還是256MB。
此外，何展向《中國(guó)電子報(bào)》記者表示，英偉達(dá)在更新迭代硬件架構(gòu)的同時(shí)，也在提供軟件的更新：“我們通過(guò)AI、軟件提升硬件的運(yùn)行速度整體的應(yīng)用效能，這也是我們提倡的發(fā)展方向?！?/p>
除此之外，姚嘉洋在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)還表示：“在桌面端領(lǐng)域本就需要較強(qiáng)性能的GPU的前提下，更需要專業(yè)工作領(lǐng)域的生產(chǎn)軟件配合，例如電影制作、工業(yè)設(shè)計(jì)、動(dòng)畫(huà)制作等。例如，NVIDIA就會(huì)將GPU分為游戲與專業(yè)工作領(lǐng)域兩種類別，方便讓消費(fèi)者挑選合適的產(chǎn)品，AMD在這幾年也有相同的作法?！?/p>
五企業(yè)逐鹿GPU架構(gòu)市場(chǎng)
與桌面端GPU英特爾、英偉達(dá)與AMD的寡頭競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)穩(wěn)定的市場(chǎng)格局相比，以智能手機(jī)為代表的移動(dòng)終端市場(chǎng)在近幾年快速成長(zhǎng)起來(lái)，且仍具有極高的增長(zhǎng)速度。這便為上游市場(chǎng)帶來(lái)了更多的市場(chǎng)可能性。與桌面端GPU芯片基本采用自研架構(gòu)的產(chǎn)業(yè)格局不同，移動(dòng)端GPU行業(yè)普遍采用的架構(gòu)研發(fā)與芯片廠商分離的方式。由IP廠商研發(fā)芯片架構(gòu)，向芯片廠商授權(quán)。
Imagination、ARM、高通、Vivante、英偉達(dá)已成為當(dāng)前GPU架構(gòu)市場(chǎng)占有率最高的五大企業(yè)。與英特爾主導(dǎo)桌面端集成GPU的邏輯相類似，由于高通是安卓陣營(yíng)最大的處理器供應(yīng)商，高通GPU便因此占據(jù)了極高的市場(chǎng)份額，且高通Adreno系列GPU僅自用，并不對(duì)外授權(quán)。Imagination已成為移動(dòng)平臺(tái)GPU架構(gòu)授權(quán)龍頭企業(yè)，授權(quán)伙伴主要有Intel、蘋(píng)果、聯(lián)發(fā)科、LG、瑞薩、三星、海思等。C端市場(chǎng)已有Oppo A93、LG K42、K52、K62、K71等智能手機(jī)搭載Imagination 架構(gòu)。ARM Mail的GPU性能相對(duì)較弱，主要應(yīng)用在華為和三星手機(jī)。
面對(duì)品牌眾多、功能各異的移動(dòng)端產(chǎn)品，架構(gòu)廠商要想立于不敗之地，便要找到自己的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。Arm將競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)放在提升芯片的機(jī)器學(xué)習(xí)效能與計(jì)算密集型體驗(yàn)提升上。今年5月，Arm新推出針對(duì)旗艦智能手機(jī)和Chromebook筆記本市場(chǎng)的的高性能 GPU Arm Mali-G710，在計(jì)算密集型體驗(yàn)方面(如 AAA 高保真游戲)的性能提升 20%，對(duì)于各種與機(jī)器學(xué)習(xí)有關(guān)的任務(wù)(如全新相機(jī)和視頻模式的圖像增強(qiáng))，Mali-G710也帶來(lái)了35%的性能提升。
由于移動(dòng)設(shè)備自身電容量有限，在要求產(chǎn)品在提高運(yùn)算能力的同時(shí)保持低功耗也是市場(chǎng)帶給移動(dòng)端GPU行業(yè)的一大挑戰(zhàn)，于是，如何在提升芯片性能同時(shí)保持低功耗也成為芯片廠商保持自身市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、爭(zhēng)取下游市場(chǎng)認(rèn)可的要訣。
Imagination技術(shù)前瞻副總裁 Kristof Beets表示：“核心的數(shù)目沒(méi)有辦法無(wú)限堆加，發(fā)光和功耗也會(huì)成為很大的問(wèn)題，所以效率會(huì)面臨挑戰(zhàn)。”針對(duì)這一問(wèn)題，Imagination提出的解決方案，是將GPU中的處理單元硬件化，11月4日，Imagination Technologies推出的旗艦款GPU IP產(chǎn)品IMG CXT便是將GPU的光線追蹤功能從軟件計(jì)算方式中硬件化，使其成為硬件架構(gòu)本身的一部分，從而在幫助用戶實(shí)現(xiàn)光線追蹤立體使用效果的同時(shí)降低系統(tǒng)整體耗能。
（文章來(lái)源：中國(guó)電子報(bào)）
標(biāo)簽： GPU DG 功臣 王者 英雄 戰(zhàn)隊(duì) 賽區(qū) 聯(lián)盟 北京時(shí)間 全球
