本文來(lái)自微信公眾號(hào)“AI芯天下”，作者/方文三。
以GPU為代表的高性能計(jì)算技術(shù)，和AI、5G等前沿技術(shù)是相互依存的。在自動(dòng)駕駛、AIoT、智能終端等多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景中，GPU都是不可或缺的一員，在未來(lái)幾乎所有終端都需要更強(qiáng)大的算力。
收購(gòu)Siru Innovations顯示英特爾的GPU野心
目前，英特爾正在加速研發(fā)高性能PC處理器，能否攻克GPU和加速器相關(guān)技術(shù)難點(diǎn)是成敗的關(guān)鍵。
正式完成對(duì)芬蘭半導(dǎo)體公司Siru Innovations的收購(gòu)，英特爾在追趕英偉達(dá)的路上又增添了一筆重磅砝碼。
購(gòu)入Siru Innovations之后，英特爾更有底氣叫板英偉達(dá)的Hopper和AMD的CDNA2企業(yè)導(dǎo)向架構(gòu)。
從技術(shù)的角度看，Siru Innovations在計(jì)算機(jī)圖顯領(lǐng)域有深厚的積累，技術(shù)涵蓋高級(jí)API到底層GPU架構(gòu)解決方案等環(huán)節(jié)；
從業(yè)務(wù)和市場(chǎng)占有率的角度看，Siru Innovations多年來(lái)積累的人脈、客戶(hù)資源全部被英特爾收入囊中。
近日，英特爾在官方推特上宣布正式完成對(duì)芬蘭半導(dǎo)體公司Siru Innovations的收購(gòu)，后者將并入英特爾的圖形業(yè)務(wù)部門(mén)。
收購(gòu)Siru Innovations只是英特爾近期一系列大計(jì)劃的其中一步，高層對(duì)GPU這塊肥肉的野心早已不斷膨脹。
GPU的新發(fā)展空間剛剛被打開(kāi)
IDC的報(bào)告顯示，2018-2024年是GPU市場(chǎng)的高速發(fā)展期，期間年均復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將超過(guò)30%，整體市場(chǎng)規(guī)模則預(yù)計(jì)在2027年左右達(dá)到2008.5億美元的巔峰，可謂潛力無(wú)窮。
坐擁強(qiáng)大的并行計(jì)算能力，GPU現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在PC、服務(wù)器、游戲主機(jī)、汽車(chē)和移動(dòng)硬件等場(chǎng)景。
但這并不是GPU的終點(diǎn)和邊界：隨著5G、人工智能、自動(dòng)駕駛等前沿技術(shù)的不斷發(fā)展，GPU的應(yīng)用場(chǎng)景還有很大想象空間。
根據(jù)IDC的報(bào)告，2021年數(shù)據(jù)中心AI核心技術(shù)設(shè)施中，GPU服務(wù)器的占有率達(dá)到91.9%，預(yù)計(jì)整體市場(chǎng)規(guī)模將在2024年達(dá)到64億美元。
巨頭想彎道超過(guò)英偉達(dá)的山頭
現(xiàn)在，GPU在超級(jí)計(jì)算、人工智能訓(xùn)練和推理、藥物研究、金融建模和醫(yī)學(xué)成像中處于性能領(lǐng)先地位。
在CPU不夠快的情況下，它們也被應(yīng)用于更主流的任務(wù)，例如在GPU驅(qū)動(dòng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中。
隨著對(duì)GPU需求的增長(zhǎng)，為服務(wù)器制造GPU的供應(yīng)商之間的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈。
目前英偉達(dá)仍是GPU行業(yè)絕對(duì)的領(lǐng)軍者，無(wú)論技術(shù)研發(fā)水平、產(chǎn)能、占有率都是遙遙領(lǐng)先。
在英偉達(dá)業(yè)務(wù)中，數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算在GPU的未來(lái)中將扮演重要角色。
而盡快搶占這幾塊高地，則成為AMD、英特爾、高通們狙擊英偉達(dá)路上的首要任務(wù)。
在過(guò)去的幾年，AMD也作出了許多努力，希望從英偉達(dá)手中搶走更多市場(chǎng)份額，可惜始終未能如意。
尤其是獨(dú)立顯卡市場(chǎng)，應(yīng)用場(chǎng)景更廣泛、更貼近前沿技術(shù)也有更高的利潤(rùn)率，這也是英特爾一直求而不得的一塊寶地。
不過(guò)，隨著英特爾Arc系列獨(dú)顯的正式面世，英偉達(dá)危機(jī)感上升，幾大巨頭之間的直接對(duì)抗也開(kāi)始升級(jí)。
GPU微架構(gòu)及制造升級(jí)趨勢(shì)
晶體管數(shù)量和運(yùn)算單元的增加，其中包括流處理器單元、紋理單元、光柵單元等數(shù)量上升。
除了常規(guī)的計(jì)算單元，GPU還會(huì)增加新的運(yùn)算單元。如英偉達(dá)的圖靈架構(gòu)相較于帕斯卡架構(gòu)新增加了光追單元和張量單元，分別處理實(shí)時(shí)光線追蹤和人工智能運(yùn)算。
GPU的AI運(yùn)算能力上升，如第三代的張量單元相較于上代在吞吐量上提升了1倍。
先進(jìn)的制程可以降低每一個(gè)晶體管的成本，提升晶體管密度，在GPU Die體積不變下實(shí)現(xiàn)更高的性能；
先進(jìn)制程可以提升處理器的效能，在性能不變的情況下，減少發(fā)熱或在發(fā)熱不變的情況下，通過(guò)提升主頻來(lái)拉高性能。
隨著GPU在數(shù)據(jù)中心當(dāng)中的應(yīng)用越來(lái)越普及，原本用于CPU的MCM開(kāi)始向GPU領(lǐng)域滲透，特別是在高性能計(jì)算領(lǐng)域，在業(yè)界受到了越來(lái)越多的關(guān)注。
MCM引入GPU研發(fā)力度加碼
先進(jìn)封裝技術(shù)的重要性越來(lái)越凸出，英特爾、AMD和英偉達(dá)這三巨頭都看到了這一環(huán)節(jié)的重要性，并不斷加強(qiáng)研發(fā)力度。
在GPU研發(fā)方面，英特爾、AMD和英偉達(dá)顯得越來(lái)越同步，特別是在制程工藝和封裝技術(shù)方面，制程都依賴(lài)臺(tái)積電，封裝都看重MCM，在這兩方面原本領(lǐng)先的AMD，其優(yōu)勢(shì)越來(lái)越小。
去年，AMD的Q2財(cái)報(bào)確認(rèn)CDNA2GPU已經(jīng)向客戶(hù)發(fā)貨了，其GPU核心代號(hào)是Aldebaran，它成為AMD第一款采用MCM封裝的產(chǎn)品。今年引入下一代RDNA3架構(gòu)后，基于MCM的消費(fèi)級(jí)Radeon GPU也會(huì)出現(xiàn)。
面向數(shù)據(jù)中心和消費(fèi)市場(chǎng)，英偉達(dá)將分別推出基于Hopper架構(gòu)和Ada Lovelace架構(gòu)的GPU。
作為英偉達(dá)第一款基于MCM技術(shù)的GPU，Hopper架構(gòu)產(chǎn)品支持HBM2e和其他連接特性，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是英特爾的Xe-HP架構(gòu)GPU和AMD的CDNA2架構(gòu)產(chǎn)品。
近期，英特爾公布新專(zhuān)利，描述多個(gè)計(jì)算模組如何協(xié)同工作執(zhí)行圖像渲染，代表英特爾GPU將采用MCM封裝技術(shù)，大幅提高運(yùn)作效能。
英特爾針對(duì)數(shù)據(jù)中心和超級(jí)計(jì)算機(jī)PonteVecchio的CPU已使用多芯片設(shè)計(jì)，并采用MCM封裝技術(shù)。
結(jié)尾：
現(xiàn)在在GPU的賽道上，英偉達(dá)想保持自己的位置，其他巨頭已經(jīng)想著如何變道超車(chē)了。GPU技術(shù)提升后，新的發(fā)展與市場(chǎng)空間被打開(kāi)，曾經(jīng)的陪跑選手GPU如今已成為了一塊兒不能不搶的香餑餑。
部分資料參考：價(jià)值研究所：《英特爾、AMD圍攻英偉達(dá)》，半導(dǎo)體行業(yè)觀察：《GPU三巨頭開(kāi)啟競(jìng)爭(zhēng)新時(shí)代》
