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英伟达爆款新显卡冲上热搜,国产GPU实力如何?

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(原标题:爆款新显卡冲上热搜,英伟达市值碾压英特尔!国产GPU竞争力究竟如何?)

每经记者 朱成祥 每经编辑 郑直

依旧是身着熟悉的黑色皮衣出镜,但这一次,英伟达CEO黄仁勋并没有“挤牙膏”,而是祭出了性价比的“杀手锏”。

上周,英伟达推出了新一代消费级GPU产品GeForce RTX 30系列,采用安培(Ampere)架构及三星8纳米工艺,性能远超上一代采用图灵(Turing)架构及台积电12纳米工艺的GeForce RTX 20系列,售价却并没有明显上涨。

而一款显卡的发布,也难得地冲上了新浪微博热搜...

今年以来,英伟达股价一路迭创新高,公司市值也突破3000亿美元,超过芯片巨头英特尔(市值约2100亿美元),更是将在GPU(graphics processing unit,图形处理器)领域的老对手AMD远远甩在身后。

目前,PC端的GPU领域被英特尔、英伟达和AMD垄断,那国产GPU实力如何?有业内人士向每日经济新闻(微信号:nbdnews)记者表示,目前国产GPU发展水平较国际大厂仍有差距,但“游戏运算性能做不过,不代表高清解码功能做不过”,这些公司仍可与之进行差异化竞争。

图片来源:英伟达官方发布会视频截图

发新品股价创新高英伟达成芯片公司市值探花

“3080的性能是2080的两倍,但价格相同。安培实现了有史以来最大的性能飞跃。”在自家厨房举行的新品发布会上,黄仁勋说道。

GPU是计算机显卡的核心,承担图像处理和输出显示的任务。

就在今年8月中旬,英伟达市值超过英特尔,成为全球市值第三的芯片公司(前两名为台积电和三星)。截至当地时间9月4日收盘,英伟达市值达到3115亿美元,超过英特尔、AMD两家之和。

品利基金半导体投资经理陈启表示:“3080号称集成了280亿个晶体管,在强大的性能下,可以保证在部分游戏特效全开,8K高清画面下以60帧的速度流畅运行。”

制图:梁枭

陈启还向记者介绍了英伟达的光线追踪(Ray Tracing)技术:“光线追踪技术是英伟达最先提出来的,在帕斯卡(Pascal)架构的10系列显卡上首次出现。它能让游戏画面做到以假乱真的程度,给玩家较强烈的真实感。”

“光线追踪技术曾经是计算机图形领域的圣杯,而现在已成为标准。”黄仁勋在新品发布会上表示,安培架构的光线追踪性能相较帕斯卡架构实现了翻倍。《堡垒之夜》《使命召唤:冷战》《赛博朋克:2077》都将支持新一代光线追踪技术。

陈启认为,未来英伟达的GPU新品性能还将进一步提升。“因为台积电N7+制程,也就是7nm EUV订单爆满,英伟达选择了三星8nm工艺。图灵架构的20系列用的是台积电12nm工艺,晶体管密度约33.8MTr/mm²;这次安培构架的30系列用的是三星8nm工艺,晶体管密度约61.2MTr/mm²,几乎翻倍。如果未来使用台积电5nm工艺,晶体管密度超过100MTr/mm²,又接近翻倍,必然带来成倍的性能上升。”陈启说道。

RTX 30系列并非英伟达首款采用Ampere架构的产品。今年5月14日,黄仁勋揭晓了首款Ampere架构GPU,即英伟达Tesla A100。

国产GPU:有差距但仍可进行差异化竞争

近年来,GPU已经成为半导体产业的生力军,而国产GPU的发展状况也备受关注。据东吴证券测算,GPU领域国产替代的市场空间超过50亿美元。

不过,这么大的蛋糕,能分的人却寥寥无几。航锦科技(000818,SZ)曾在投资者关系活动记录表中表示,国内GPU芯片的设计企业还包括景嘉微等。

也就是说,在A股市场,GPU设计的相关标的仅航锦科技和景嘉微(300474,SZ)两家。

航锦科技原主营业务为产销烧碱等化工原料。2017年后,上市公司先后收购长沙韶光半导体有限公司(以下简称长沙韶光)等多家公司,正式切入军工电子领域。其中,长沙韶光最扯人眼球,是国内为数不多的研发GPU的厂商。

目前,长沙韶光自主研发的第二代改进型图形处理芯片在自主可控设备领域的应用得到验证,并收获相关订单,第三代产品预计2021年底可以推出。今年3月,航锦科技表示,长沙韶光“对标国际芯片巨头英伟达”。不过,仅就体量而言,二者尚没有可比性,这一表态也招致深交所问询。

景嘉微头顶“国产GPU第一股”的光环,于2016年3月末登陆创业板。公司在2020年半年报中表示,公司第二代图形处理芯片JM7200于2018年8月成功流片,在产品性能和工艺设计上较第一代图形处理芯片JM5400有较大的提升,已完成与国内主要的CPU和操作系统厂商的适配工作。9月1日,景嘉微透露,公司下一代图形处理芯片性能较JM7200会有较大的提升,但具体的性能指标在完成流片和测试工作后才能确定。

制图:梁枭

在集邦咨询分析师姚嘉洋看来,以国产GPU现阶段的产品规格与产品蓝图来看,确实与英伟达和AMD有不小的差距,整体上短期内赶上还有难度。

姚嘉洋认为,在低阶显卡上,针对游戏领域,国产GPU还需要与重要的游戏业者有更深入的合作。不过他也表示,在显卡应用上,除了既有的游戏市场,工业、医疗、军事航天与AI等都有进一步的发挥空间。在工业控制和军事领域,稳定性与强固性更重要,因此性能反而不是追求的重点。国产GPU从国产替代的战略角度切入,可以在低阶的工业或军事市场逐渐取得市场份额。

陈启也持有类似的观点。他对记者表示,GPU包含多个功能,游戏运算性能做不过不代表高清解码功能做不过,面对不同的应用场景和消费者需求,其实还是有机会的。

姚嘉洋、陈启的看法与两家上市公司的发展思路也颇为相近。景嘉微在2020年半年报中表示,公司针对不同行业应用需求进行技术和产品拓展,在专用市场应用中占据明显的优势地位,同时公司的图形显控产品近年来一直积极向其他领域延伸。

航锦科技则在投资者关系活动记录表中表示,长沙韶光的GPU产品既可以应用在军工装备上,也可应用于计算机系统和办公设备。从使用效果跟踪情况来看,产品已能够满足自主可控办公系统及服务器的需求。

记者注意到,国家集成电路产业投资基金位列景嘉微第二大股东(持有2.75亿股),但并未持股航锦科技。近日在互动平台上,有投资者也询问航锦科技与国家大基金二期合作事项。航锦科技回复称,大基金需要以定增的方式与公司开展合作,公司暂时没有定增计划。

GPU蝶变:从游戏到AI、自动驾驶

“现代GPU是设计、云AI、科学计算等发展的引擎,但游戏玩家及其永无止境的需求才是推动GPU向前发展的动力。”黄仁勋在发布会中说道。

东莞证券列出了未来GPU应用的三大方向——游戏、人工智能与深度学习、自动驾驶。GPU在游戏领域生根发芽,并在深度学习领域结出硕果,进而推动人工智能、自动驾驶的发展。

游戏是GPU的源起,光线追踪技术将游戏的视觉体验推向极致。此外,未来笔记本将朝着性能更强和厚度更薄的方向发展,游戏本轻薄化、轻薄本性能化的趋势,将成为GPU在游戏领域新的发力点。不过,云游戏的兴起可能在一定程度上分流对高端游戏显卡的需求。

GPU也是人工智能的重要组成部分。东莞证券指出,人工智能的三大要素是数据、算力、算法。深度学习的本质是通过对大数据的处理并建立的算法模型,可以实现各行业的AI应用,算法将数据和算力连到一起,共同针对不同细分场景,提供效率优化方案。深度学习算法需要进行大量简单运算,对并行计算的计算能力有较高的要求。在这一方面,GPU拥有较强的优势。

东吴证券的研报也认为,深度学习算法通常需要海量计算来处理数据和提取数据对象特征并进行反复训练,传统的CPU集群需要数周才能计算出拥有1亿节点的神经网络级联,而一个GPU集群在一天内就可以完成,速度优势明显。

GPU对瞬时海量数据的处理能力也被应用于自动驾驶领域。2019年12月,英伟达发布了自动驾驶汽车平台——DRIVE AGX Orin,其中内置了自动驾驶芯片Orin。与此同时,滴滴也与英伟达达成合作,滴滴将使用英伟达GPU和其他技术开发自动驾驶和云计算解决方案。

制图:梁枭

记者|朱成祥 梁枭 编辑|郑直 肖勇 王嘉琦

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