本文來自微信公眾號“芯聞路1號”，作者：天權(quán)。
文心一言、星火大模型、混元……國內(nèi)大模型進入群雄逐鹿階段，在ChatGPT問世后的短短半年間，國內(nèi)涌現(xiàn)出40余支大模型團隊。
如火如荼的大模型競賽牽引出新一輪算力、數(shù)據(jù)、算法的競爭大戰(zhàn)……
大模型研發(fā)的大戰(zhàn)背后，高性能GPU需求大漲，NVIDIA部分芯片缺貨到年底，有代理商透露A100價格從去年12月開始上漲，截至今年4月上半月，其5個月價格累計漲幅達到37.5%；同期A800價格累計漲幅達20.0%。同時，GPU交貨周期也被拉長，之前拿貨周期大約為一個月，現(xiàn)在基本都需要三個月或更長，部分新訂單“可能要到12月才能交付”。
但是，由于去年美國的GPU禁令，NVIDIA性能最強的A100及H100兩款型號國內(nèi)禁止購買，即使NVIDIA推出了替代型號A800，聽起來比A100高級，但實際性能只有后者7成左右。高端GPU被禁，一方面給國內(nèi)許多AI、算力廠商的發(fā)展帶來短期限制，另一方面，國產(chǎn)GPU廠商開始進駐高端市場，迎來又一春天。
01
國內(nèi)GPU行業(yè)現(xiàn)狀
群雄逐鹿，自主替代崛起
GPU行業(yè)在國內(nèi)外都呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢，主要得益于人工智能、虛擬現(xiàn)實、游戲等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對GPU的需求也日益增長。GPT等大模型的興起也為GPU市場帶來了較大的利好。芯聞路1號從3個方面來分析GPU目前行情。
技術(shù)趨勢方面，GPU技術(shù)不斷升級，從最初的圖形渲染到現(xiàn)在的深度學習、機器學習等領(lǐng)域，GPU的應(yīng)用場景逐漸擴大。同時，GPU的功耗、性能、成本等方面也得到了不斷優(yōu)化，未來還有望實現(xiàn)更大的突破。
競爭格局方面，國內(nèi)外GPU市場的競爭都非常激烈。國際領(lǐng)先公司在技術(shù)、市場份額、品牌影響力等方面都有自己的優(yōu)勢。國內(nèi)方面，隨著國內(nèi)GPU廠商的崛起，GPU市場的競爭也越來越激烈。
政經(jīng)環(huán)境方面，GPU行業(yè)也受到政策和經(jīng)濟環(huán)境的影響。美國對我國芯片領(lǐng)域的各類限制政策，雖然在設(shè)備和技術(shù)等方面限制國內(nèi)企業(yè)的發(fā)展，但同時也促進國內(nèi)GPU產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。“限芯令”限制國外高端GPU芯片出口到中國，這將加速國產(chǎn)GPU芯片的自主研發(fā)，促進國產(chǎn)GPU芯片的替代。讓我們更加清醒的看到核心技術(shù)是“要不來、買不來、討不來”的。
02
GPU核心技術(shù)
芯片IP
芯片IP，是指芯片中具有獨立功能的電路模塊的成熟設(shè)計，處于半導體產(chǎn)業(yè)鏈最上游的一環(huán)。工程師可以重復(fù)使用預(yù)先設(shè)計好的成熟模塊（芯片IP），來搭建復(fù)雜的芯片設(shè)計架構(gòu)，起到化繁為簡的效果。對于設(shè)計公司來說，IP是技術(shù)含量最高的價值節(jié)點，可以做CPU、GPU、DSP、ISP等處理器，以及內(nèi)存、接口、閃存等。
芯聞路1號看到，近年來，數(shù)據(jù)中心、汽車、AI等產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，加上摩爾定律漸入瓶頸，先進工藝節(jié)點需要設(shè)計環(huán)節(jié)提高芯片單位面積性能，同時降低單位成本，所以一款優(yōu)質(zhì)的IP方案能夠大幅降低芯片設(shè)計的難度和成本，還可以通過復(fù)用的模式形成利益共享的低成本創(chuàng)新生態(tài)圈。
IP決定一款芯片是否是真正的獨立自主，是否能解決卡脖子問題，是否能不斷迭代優(yōu)化。在國內(nèi)GPU廠商中具有獨立自主知識產(chǎn)權(quán)指令集和IP的公司屈指可數(shù)，深圳中微電科技有限公司（以下簡稱“中微電科技”）是其中的佼佼者。
中微電科技主要業(yè)務(wù)包括GPU/顯卡和行業(yè)解決方案，專注GPU技術(shù)的研發(fā)，致力于解決GPU領(lǐng)域“卡脖子”問題。GPU/顯卡產(chǎn)品主要應(yīng)用于信創(chuàng)市場、消費市場、人工智能、邊緣計算等領(lǐng)域，解決方案主要包括高級輔助駕駛系統(tǒng)、智能終端設(shè)備、數(shù)字城市等領(lǐng)域。其自主研發(fā)的指令集MVP ISA被工信部評定為“完全自主知識產(chǎn)權(quán)指令集”，成功進行多次基于MVP核的SoC芯片流片，取得處理器領(lǐng)域核心發(fā)明專利21項。
03
“南風”吹亮國產(chǎn)GPU中國芯
中微電科技的研發(fā)腳步始終跟隨國家戰(zhàn)略部署，公司在“十四五”規(guī)劃期間，主要完成“南風”系列GPU芯片MVP核處理器架構(gòu)、GPU核心自主知識產(chǎn)權(quán)IP、MVP指令集、編譯器及軟件棧等創(chuàng)新迭代升級及系統(tǒng)適配對接。完成“南風一號”量產(chǎn)、“南風二號”量產(chǎn)和“南風三號”預(yù)研，打造GPU IP級、芯片級和板塊級產(chǎn)品，形成“自主+安全”的場景解決方案。
圖注：來自中微電科技（下同），圖為”南風一號“芯片
中微電科技“南風一號”已于2022年完成流片，并于回片當天點亮成功。“南風一號”顯卡已與長城信創(chuàng)臺式機、麒麟操作系統(tǒng)、飛騰處理器、奇安信可信瀏覽器等完全兼容、運行穩(wěn)定，性能滿足黨政、金融及安防等信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)鏈專用整機電腦PC顯卡需求。
通過“南風一號”成功點亮可以充分驗證自研GPU IP滿足桌面電腦顯示的基本功能和性能要求。相對于授權(quán)IP受制于人，功能性能受限及產(chǎn)品同質(zhì)化競爭的問題，自研IP不受任何第三方控制，可自主迭代發(fā)展,有望徹底解決卡脖子問題，打造自主GPU產(chǎn)業(yè)生態(tài)。只有堅持自主IP路線，深度的自研才能在產(chǎn)品和價格上形成競爭力，成為獨特的IP護城河。
圖注：”南風一號“顯卡
高性能技術(shù)背后離不開人才支持，根據(jù)芯聞路1號調(diào)研情況了解到，中微電科技現(xiàn)有研發(fā)技術(shù)人員超過160人，研發(fā)人員占比超過80%。研發(fā)核心人員平均從業(yè)經(jīng)驗10年以上，具有豐富的芯片架構(gòu)設(shè)計、開發(fā)驗證、測試仿真、流片量產(chǎn)及項目管理經(jīng)驗。中微電科技先后被被授牌“深圳市南山區(qū)高層次創(chuàng)新型人才實訓基地”、深圳市博士后創(chuàng)新實踐基地，并攜手清華大學深圳國際研究生院聯(lián)合培養(yǎng)博士后，與南方科技大學深港微電子學院共建高性能GPU聯(lián)合實驗室，夯實研發(fā)力量。
接下來，中微電科技確保GPU核心架構(gòu)自主研發(fā)的基礎(chǔ)上，持續(xù)加大技術(shù)研發(fā)投入，通過自主核心架構(gòu)不斷進行開發(fā)迭代，不斷吸收市場對GPU的需求，進行更多功能開發(fā)，逐漸完成圖形算法的高效實現(xiàn)，完善對常用標準、人工智能加速庫等生態(tài)的支持建設(shè)，提高生態(tài)競爭能力，陸續(xù)推出一系列GPU產(chǎn)品，覆蓋桌面GPU的高端應(yīng)用場景，以及人工智能算力GPU的應(yīng)用場景。
大模型浪潮的背后，人工智能成為國家發(fā)展的重要方向之一，政府、社會、資本、學校將會加大對于人工智能等領(lǐng)域的投資和支持力度，為國產(chǎn)GPU行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造良好的培育環(huán)境。此外，人工智能、虛擬現(xiàn)實、游戲等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對GPU的需求也日益增長，國產(chǎn)GPU廠商有很大的市場空間和發(fā)展?jié)摿?。最后，隨著國產(chǎn)GPU廠商的崛起，技術(shù)創(chuàng)新成為其發(fā)展的重要支撐，國產(chǎn)GPU廠商有機會在技術(shù)上進行突破，推動行業(yè)的發(fā)展?？傊?，國產(chǎn)GPU行業(yè)迎來機遇井噴，更多國內(nèi)企業(yè)將順勢而上，突破技術(shù)壁壘。
不過，大張旗鼓向GPU高端領(lǐng)域進軍之時，也需正視現(xiàn)實面臨的挑戰(zhàn)，其一，目前國產(chǎn)GPU在功耗、性能等方面仍存在一定的差距；其二，國內(nèi)GPU市場競爭激烈，國產(chǎn)GPU廠商需要在市場上尋找差異化競爭策略，提高自身市場競爭力；其三，國際GPU市場已經(jīng)被NVIDIA和AMD等國際巨頭占據(jù)，國產(chǎn)GPU廠商需要付出更多的努力和時間才能進入國際市場。
