根據Jon Peddie Research（JPR）的一份報告，中國的GPU初創公司數量大增，因為(wei) 該國試圖獲得人工智能（AI）實力和半導體(ti) 主權。此外，近年來，隨著對AI、高性能計算 （HPC） 和圖形處理的需求以前所未有的速度增長，全球 GPU 製造商的數量也在增長。在PC的獨立顯卡方麵，AMD和Nvidia保持領先，而英特爾正試圖迎頭趕上。   

18 家GPU開發商

在 1980 年代和 1990 年代，數十家公司開發了顯卡和獨立圖形處理器，但對 3D 遊戲最高性能的激烈競爭(zheng) 迫使其中絕大多數公司破產(chan) 。到2010年，隻有AMD和Nvidia可以為(wei) 遊戲和計算提供有競爭(zheng) 力的獨立GPU，而其它公司則專(zhuan) 注於(yu) 集成GPU或GPU IP。  

2010 年代中期，中國 PC GPU 開發商的數量迅速增加，這得益於(yu) 中國推動技術自給自足以及人工智能和 HPC 作為(wei) 高科技大趨勢的出現。  

根據Jon Peddie Research的數據，全球總共有18家公司開發和生產(chan) GPU。有兩(liang) 家公司主要針對智能手機和筆記本電腦開發SoC綁定的GPU，有6家GPU IP提供商，還有11家專(zhuan) 注於(yu) PC和數據中心的GPU，包括AMD，英特爾和Nvidia，他們(men) 設計的顯卡最終出現在我們(men) 的最佳顯卡列表中。  

事實上，如果我們(men) 把壁仞科技和天數智芯等其它中國公司加入名單，將會(hui) 有更多的GPU設計師。然而，壁仞科技和天數智芯目前隻專(zhuan) 注於(yu) AI和HPC，因此JPR不認為(wei) 他們(men) 是GPU開發商。   

中國需要GPU產(chan) 品

作為(wei) 世界第二大經濟體(ti) ，中國大陸不可避免地在幾乎所有方麵與(yu) 美國和其它發達國家競爭(zheng) ，包括技術。中國做了很多工作來吸引來自世界各地的工程師，並在中國建立各種芯片設計初創公司。事實上，中國每年都有數百家新的IC設計公司出現，他們(men) 開發從(cong) 微型傳(chuan) 感器到複雜通信芯片等各種產(chan) 品，從(cong) 而使該國能夠提升供應鏈自給自足能力。  

但要真正加入人工智能和HPC的潮流，中國需要CPU、GPU和專(zhuan) 用加速器。在計算方麵，中國公司不可能很快拋棄長期的CPU和GPU市場領導者。然而，開發和生產(chan) 一個(ge) 像樣的GPU可以說比試圖構建一個(ge) 有競爭(zheng) 力的CPU更容易。  

“人工智能培訓是（中國GPU公司）的最大動力，避免了英偉(wei) 達的高價(jia) 格，以及中國對自給自足的渴望，”JPR負責人喬(qiao) 恩·佩迪（Jon Peddie）說。  

GPU 是並行的，這意味著內(nei) 部有大量可用於(yu) 冗餘(yu) 的計算單元，這使得 GPU 更容易啟動和運行（假設每個(ge) 晶體(ti) 管的成本相對較低並且整體(ti) 產(chan) 量不錯）。此外，由於(yu) GPU是並行的，因此以橫向擴展方式並行化它們(men) 更容易。中芯國際沒有台積電那樣先進的製程節點技術，這種性能擴展方式看起來足夠好。事實上，即使中國GPU開發商無法獲得台積電的先進節點（N7及以下）訂單，至少其中一些仍然可以在中芯國際生產(chan) 更簡單的GPU設計，並解決(jue) AI/HPC和遊戲/娛樂(le) 市場。

從(cong) 中國角度來看，人工智能和具有HPC功能的GPU可能也比CPU更重要，因為(wei) 人工智能和HPC可以實現全新的應用，例如自動駕駛汽車和智慧城市。

GPU微架構相對容易，但硬件設計昂貴

同時，應該注意的是，雖然有一堆GPU開發人員，但實際上隻有兩(liang) 個(ge) 可以為(wei) PC構建有競爭(zheng) 力的獨立GPU。這可能是因為(wei) 開發 GPU 架構相對容易，但要正確實現它並設計適當的驅動程序確實很難。  

CPU和GPU微架構本質上處於(yu) 科學和藝術的交叉點。Peddie說，它們(men) 是一組複雜的算法，可以由相當小的工程師團隊開發，但它們(men) 可能需要數年時間才能開發出來。  

Peddie表示，成本方麵，如果隻考慮架構師，團隊可以低至一個(ge) 人到四個(ge) 人，但是，任何類型的建築，建築物，火箭飛船，網絡或處理器都是複雜的“國際象棋遊戲”，試圖預測五年後的製造過程和標準，成本效益權衡在哪裏，要添加哪些功能，以及刪除或忽略哪些功能是非常棘手和耗時的工作，等等，架構師在腦海中花費大量時間運行假設場景——如果我們(men) 將緩存放大 25% 會(hui) 怎樣？如果我們(men) 有 6000個(ge) FPU會(hui) 怎樣？  

由於(yu) 微架構可能需要數年時間才能開發成功，並且需要才華橫溢的設計師，因此在一個(ge) 上市時間就是一切的世界裏，許多公司從(cong) Arm 或 Imagination Technologies （IMG）等公司獲得現成的微架構甚至經過矽驗證的 GPU IP 許可。例如，芯片和物理IP的合同開發商Innosilicon授權Imagination為(wei) 其Fantasy GPU微架構IP授權。還有另一家位於(yu) 中國的GPU開發商，它使用Imagination的PowerVR架構。同時，兆芯使用了從(cong) Via Technologies獲得的高度重複的GPU微架構，Via Technologies繼承了S3 Graphics的“財產(chan) ”。  

開發微架構的成本可能會(hui) 有所不同，但與(yu) 現代高端 GPU 的物理實現成本相比，它相對較低。  

多年來，蘋果和英特爾這兩(liang) 家公司都擁有大量的工程人才，他們(men) 的GPU設計都依賴於(yu) IMG（蘋果仍然在一定程度上這樣做）。高通公司長期使用ATI/AMD的產(chan) 品，三星在嚐試設計自己的圖形引擎，但目前在使用AMD的。  

兩(liang) 家新的中國公司聘請了前AMD和Nvidia架構師來創建他們(men) 的GPU團隊，另外兩(liang) 家使用IMG。對於(yu) 架構師來說、擔心的問題以及如何找到修複方法是一個(ge) 非常耗時的過程。  

“如果你能去一家已經有設計並且已經設計了很長時間的公司，你可以節省大量的時間和金錢 - 上市時間就是一切，”Jon Peddie Research的負責人說。“有這麽(me) 多的‘陷阱’，並非AMD或Nvidia設計的每個(ge) GPU都是贏家，但是，一個(ge) 好的設計會(hui) 造福幾代人。”  

使用新的製程節點技術，硬件實施和軟件開發非常昂貴。國際商業(ye) 時報估計，使用5nm級技術製造的相當複雜的器件的成本超過5.4億(yi) 美元，這些成本將在3nm時增加兩(liang) 倍。  

“如果包括布局和平麵圖、模擬、驗證和驅動程序，那麽(me) GPU的開發成本和時間就會(hui) 飆升，”Peddie 解釋道。“弄錯一條布線，你可能會(hui) 花費數月時間追蹤它。”  

世界上隻有少數幾家公司可以開發具有現代遊戲複雜性的芯片，AMD和Nvidia的計算GPU（460億(yi) -800億(yi) 個(ge) 晶體(ti) 管）是佼佼者，但總部位於(yu) 中國的壁仞科技可以對其BR104和BR100做類似的事情（推測BR104包含約385億(yi) 個(ge) 晶體(ti) 管）。  

盡管成本高昂，但11家PC/數據中心 GPU開發商中有 8家來自中國。也許，在不久的將來，除了美國大公司之外，我們(men) 不會(hui) 看到任何人提供有競爭(zheng) 力的獨立遊戲GPU，這是因為(wei) 開發 GPU 既困難又耗時，而且在很大程度上，這些高度複雜的 GPU 需要極其昂貴的硬件實現。中國能否派出有競爭(zheng) 力的參賽者還有待觀察。

關(guan) 於(yu) 必威官方网站手机網

必威官方网站手机網是一個(ge) 電子方案開發供應鏈平台，提供從(cong) 找方案到研發采購的全鏈條服務。找方案，上必威官方网站手机網!在方案超市找到合適的方案就可以直接買(mai) ，沒有找到就到快包定製開發。必威官方网站手机網積累了一大批方案商和企業(ye) 開發資源，能提供標準的模塊和核心板以及定製開發服務，按要求交付PCBA、整機產(chan) 品、軟件或IoT係統。更多信息，敬請訪問https://www.interviewcrusher.com