谁掌握了前沿科技，谁就掌握了下一个时代。
在前沿科技的指向中，半导体必然是底色最好、实力最强的基石，而高端芯片可谓是排头兵。在一众“票友”中，如果说国内在CPU、FPGA、存储器领域都有“星星之火”的话，那么在GPU领域抓住新的机会窗口，尽快构建国产GPU产业链已成为自由之路。
而国产GPU要真正“破局”，显然需要从IP、到芯片、到生态再到应用的全产业链的合作与重构。为此，集微网第十四期“集微龙门阵”于2021年5月14日19点举办《如何打造国产GPU产业链》线上论坛，邀请浪潮科学研究院首席架构师姜凯、Innosilicon公司GPU市场营销副总陈祖文（Irwin Chen）、Imagination中国区战略市场和生态副总裁时昕博士、爱集微咨询总经理韩晓敏对国产GPU的破局之路进行了深入解读与分析。据悉，在集微APP、微博、百度、视频号和B站等的观看数突破43000。
GPU格局之“变与不变”
GPU并不是如AI芯片一样的“新秀”，它已在IC战场纵横数十年。因而，GPU除在传统应用领域持续之外，也在新兴应用方向攻城略地。
对于GPU的应用，浪潮科学研究院首席架构师姜凯表示，从整体 GPU应用来看，面向PC或游戏的图形卡实际上占据大多数，约有50%以上的份额。而侧重于并行计算的数据中心、高性能计算等，大概占据30%的份额。此外，还有一些面向汽车、工业等可视化细分应用领域。
从现有的格局来看，姜凯提到，在数据中心领域，英伟达的N卡和AMD的A卡占据绝对优势，其中N卡大概占了90%以上的份额。国内寒武纪、比特大陆、芯动科技等也在布局，但相比还要不断修炼内功。他还乐观断言，随着国内信创、自主可控的推进，国产GPU将迎来更好的发展态势。
Imagination中国区战略市场和生态副总裁时昕博士详细说，按照不同应用场景，GPU可以划分为桌面级、移动端或者说嵌入式GPU。在桌面级，英伟达、AMD和英特尔三足鼎立。在移动端，同样是三足鼎立，“三足”分别是Arm、高通和Imagination。第三个应用场景则是车载GPU，这个市场以Imagination为主，其大约占46％的份额。三个应用场景各有特点：服务器更关注高性能，移动端更关注低功耗，在车载里更关注的是稳定性、安全性、虚拟化等特质，因而造成市场格局不完全一样。
对于格局的撼动，爱集微咨询总经理韩晓敏认为，GPU在传统应用如PC端等，整体格局相对稳定，国内在这一领域有一些中低端产品，但整体突破较难，因这一领域对生态要求较高。而在智能手机领域，Arm、Imagination、高通Adreno等IP架构各有拥趸，格局恐难巨变。而在数据中心、服务器领域，应该说国内GPU厂商还大有可为。
作为设计厂商的代表，Innosilicon公司GPU市场营销副总陈祖文亦信心十足：“虽然 GPU格局以英伟达、AMD、英特尔等巨头为主，在数据中心领域国内厂商还相对较弱，但国内已有一些厂商在发力，芯动科技也将与在服务器IP领域攻坚的国内IP厂商imagination合作推出面向服务器的GPU卡，将不断补齐短板。”
把握国产GPU新机遇？
而问题也随之而来，国产GPU发展的新机遇何在？
浪潮姜凯对此谈到，当前的中美贸易摩擦凸显出国产化的重要性，国家正在从战略角度重点推国产化，尤其是信创产业规模很大。信创GPU目前还没有完全铺展开，实际上潜力巨大，特别是要和龙芯、飞腾、申威等国产CPU平台适配，GPU可能还有很多工作要做。
同时，从当前国情来看，第七次人口普查显示中国老龄化严重，这将促进机器人的大范围应用。姜凯指出，机器人实际上是个边缘端的应用，之前的机器人因为算力都放在边缘端所以造价比较高，而现在随着5G的出现，算力将向云上迁移，大批量低成本机器人可能落地，将会促进国产GPU的发展。
除了机器人之外，自动驾驶汽车也是一个规模巨大的市场。姜凯提及，目前L2级别的ADAS渗透率还不满20%，L3乃至L4的渗透率则更低，到2030年左右有望成为一块看得见的巨大市场。因为汽车同样牵扯到安全，所以一定会产生国产化的机会。与新基建结合的车路协同，同样会有大量国产GPU的机会。
时昕则最看好新技术带来的新机遇。他介绍说，最大的机遇在于5G商用之后，过去在设备端处理的任务，都会移到云端去处理，包括游戏、VR、云手机、云桌面等。他提及，手机可能只是云交互的屏幕和输入设备，所有处理设备都放在云端，消费者不用担心过两三年手机硬件就过时了，云桌面也是一样的道理。总之，随着5G的逐渐铺开，高带宽、低时延成为现实，将有越来越多的任务放在云端。据研究显示这一市场增速基本都是两位数。同时，移动端GPU也将放在云端，这样可在终端和云端两种场景下运行，对用户和应用开发者都是非常有利的。
在GPU IP领域深耕多年的Imagination也在谋定而后动，时昕强调，Imagination在原来以移动端GPU为主的基础上，针对DCD（即数据中心、云、桌面）市场推出了IP，并跟国内公司合作推出针对DCD市场的芯片。
除云化之外，数据可视化也是GPU的一大新机。时昕指出，人脑获取信息70%是通过视觉。因此数据的呈现即数据可视化，也是非常重要的。尽管过去人们对数据可视化已经非常重视，但从技术优化、落地来看还有很长的路要走。随着5G时代到来，数字化转型也随之提上日程。数字化转型牵扯到两点，第一是自动化、智能化，第二则是决策的智能化和便利性。让决策者能够快速获取大量信息，并且能够直观地比较准确地做出决策，数据的可视化是非常重要的基础。数据可视化在360行都用上、用好，还有非常大的潜力。
芯动科技陈祖文则从应用角度谈了自己的观点。他认为，除云计算应用之外，直播也是GPU发力的重要应用。因为GPU同时能支持图像的渲染和视频的编解码，这些对于直播来说都是至关重要的。此外，随着大量算力向云端迁移，国内游戏产业将出现原生云开发的概念，颠覆之前的游戏业。在影视产业，同样可以从制造到使用、播放都在云端一站式实现，节省大量时间。
从GPU本身特性出发，韩晓敏分析了未来的市场机会。他提出，从未来趋势来讲，一方面数据量会海量提升。另一方面人与人、人与周围环境的交互未来将向视频、音频转变，更高效，对实时性要求也会更高。作为海量数据处理的核心单元，GPU未来肯定是万物互联时代的一个基石。只有GPU产业的充分发展和能力提高，才能有真正的万物互联的现实发生。而且，会有更多意想不到的交互和连接，催生更多GPU的应用。
同时，他还谈到了未来AR/VR的发展。在他看来，过去几年AR/VR发展有一些波折，核心问题还是用户体验不到位，硬件能力没有跟上AR/VR技术需求。近几年在整个行业快速发展情况下，整个GPU产业算力提升非常明显。水涨船高，AR/VR未来两三年可能会真正有出现一些能够落地的需求，从而迎来真正爆发。
加快打造国产GPU产业链
如此多前景广阔的应用蓝图，自然会催生一大批国产GPU投身其中。在大国博弈将是持久战的时局下，打造国产GPU产业链显然有着命系国运的更高诉求。
作为IP厂商代表，时昕指出，要加快打造国产GPU产业链，下游的整机厂商需要对国产GPU给予更多包容。国产CPU可能99%已达标了，可能就是那1%甚至百分之零点几的部分，偶尔会让用户觉得有一点影响体验。在这种情况下，如果下游应用厂商能帮助国产GPU厂商一起将这百分之零点几的最后一步补齐，做到更完善，这对其发展是非常重要的。当然，全社会的支持也是不可或缺的，因为GPU并不是一般的芯片，除了本身对性能要求非常高以外，还需要完善的生态支持。
“而生态系统的建设是没办法弯道超车加速前行的，只能扎扎实实一点一点去打磨、去积累。这种情况下，如果全社会都能行动起来，有钱出钱，有力出力，大家一起去把需要弥补的这些空缺全都补上，那国产GPU实现性能、效率上的100%用户满意，是指日可待的。” 时昕补充道。
从GPU设计的角度出发，芯动科技陈祖文直言，芯动科技在IP接口方面具有很强的实力，公司已研发出多种IP，可支持各种工艺制程，其中包括先进的高速存储GDDR6/6X技术。通过与Imagination合作，正着力开发服务器端的GPU卡。因与国外GPU厂商竞争，底层架构十分关键，直接关系GPU算力等。而芯动科技对标的是英伟达，目前芯动科技的GPU架构比英伟达的图灵架构要好，但相比其新推出的安培架构还有一些差距，下一步芯动科技将继续攻坚。
在GPU设计中，制造是不容忽视的关键环节。陈祖文为此也提出了自己的期望，在7nm、5nm先进工艺方面，国内设计厂商也希望能交给国内的晶圆厂代工，希望中芯国际的先进工艺能够尽快量产。同时，国产GPU要不断提升性价比，做到成本更低、能耗比更佳，才能不断提升竞争力。
浪潮作为服务器业的翘楚，浪潮姜凯从算力角度剖析说，GPU从目前来看，仍然是一个协处理器，这其中最关键的一点是算力。算力可以分为4个部分：生产算力、聚合算力、调度算力与释放算力。浪潮偏向应用端，属于释放算力范畴。要想把产业链做得更好，一是要求IP厂商、芯片设计厂商能把生产算力往上提升，在聚合算力、调度算力这部分的工作加强，而如浪潮等下游整机厂商也会做更多的适配，也会往聚合算力、调度算力上发展，这样上下游双方就能把产业链闭合，助力促进国产GPU产业链的发展。目前在数据中心，浪潮与国产GPU的合作适配也在大力推进中。
在打造国产GPU产业链中，标准必然是绕不过的话题。韩晓敏认为，未来国产GPU产业链的机会在于，终端客户、中间件厂商以及GPU厂商等能否联手打造属于面向国产特定应用方向的行业标准，目前在国际上还没有完全形成统一的标准，这方面应及早布局。
国产GPU产业链的构建显然需要日拱一卒。而回望GPU数十年的发展历程，不仅有一大批的创业公司进军，还有一些国际巨头也曾投入了数以十亿计的资金，但最终都以失败或放弃而告终。时昕提及，这主要原因是基础专利被现存的GPU公司和一些图形处理公司把持，要想重新开发高性能 GPU、且能完全绕开已有的专利布局其实难度是非常大的。而Imagination作为100%国有控股的IP公司，在GPU IP领域耕耘多年，可与国内GPU设计厂商一起加强合作，推进国产GPU加快成长。
在新的历史诉求与时代征程之中，国产GPU正等待着新的翻篇，也必将迎来属于自己的“芯”时代。（校对/Jane）
