三大芯片巨頭正面碰撞，燃起獨立 GPU 新戰火

　　在剛剛結束的 2021 年架構日上，Intel 公布了全新的獨立顯卡架構 Xe HPG，基于該架構的首批 GPU 将采用台積電 N6 工藝，于 2022 年第一季度上市。這是 Intel 從 1998 年發布 i740 以來，二十多年之後再次踏入獨立 GPU 市場。

　　由于 Intel 的加入，獨立 GPU 的市場将再次變成“三國殺”的局面，從圖形圖像到 AI 和高性能計算，技術競争和市場争奪将全面升級。

　　GPU 市場行情大好。根據市場研究公司 Jon Peddie Research 的報告，2021 年第一季全球 GPU 出貨量達 1.19 億顆，同比增長 38.78%，環比下降 3%。

　　雖然 Intel 在整體 GPU 出貨上占據了 68% 的市場份額，但是在獨立 GPU 方面，英偉達則以 81% 的份額占據，而 AMD 以 19% 的占有率排名第二。據 JPR 的分析師預測，獨立 GPU 的出貨量還将繼續提升，到 2025 年将占整體 GPU 市場的 26%。

　　無論是雲端、邊緣側還是終端，各種電子系統都需要高性能的圖像處理能力，GPU 的發展因此進入加速階段。獨立 GPU 因為用途廣泛，更是成為了大芯片中的佼佼者，架構和工藝都已達芯片業的頂峰。

　　英偉達在 2020 年發布的面向消費市場的旗艦級 GeForce RTX 30 系列 GPU，采用了三星 8nm 工藝，其中的 RTX3080 和 RTX3090，所包含的晶體管數目已經達到了 280 億個。與之對應，AMD 的 RX 6000 系列，采用了台積電的 7nm 工藝，晶體管數目也達到了 268 億個。

　　的工藝和龐大的晶體管數目對應了越來越複雜的芯片架構。以目前的英偉達安培(Ampere)架構為例，其運算部份就包括了流處理器 (Stream Processor，SP)、紋理單元(Texture mapping unit, TMU)、張量單元(Tensor Core)、光線追蹤單元(RT Cores)、光栅化處理單元(ROPs)。

　　其中，在遊戲中應用越來越多的光線追蹤技術由光追單元來負責，而将 GPU 帶入 AI 領域的則是張量單元，可用于實時深度學習、大型矩陣運算和深度學習超級采樣(DLSS)。這兩個單元的引入也将 GPU 的性能和作用完全提升，從圖形處理器升級成計算處理器。

　　為了追求性能的，獨立 GPU 之間的競争因此就演化了成了架構之間的比拼。英偉達在 2020 年推出了安培架構，AMD 則回應了 RDNA 2 架構，使得其 RX 6000 在性能上可以與 RTX 30 一較高下。

　　有人将 GPU 架構的升級趨勢概括為“更多”、“更專”、“更智能”。晶體管數量和運算單元的增加是為多，其中包括流處理器單元、紋理單元、光栅單元等數量上升。“更專”是指除了常規的計算單元，GPU 還會增加新的運算單元。“更智能”是指 GPU 的 AI 運算能力上升。

　　這次 Intel 加入戰局也是有備而來，Xe 架構經過多年打磨而出，不但具備了時下的各種元素，還使用了台積電的 6 納米工藝，完全有實力與英偉達和 AMD 一較高下。

　　不過，有業内人士指出，Intel 還是一個基因屬于 CPU 的公司，而在 GPU 上的投入需要配合 CPU 的成長，因此處理好 CPU 和 GPU 之間的發展沖突将是一個很大的挑戰。c

　　這次 Intel 加入戰局也是有備而來，Xe 架構經過多年打磨而出，不但具備了時下的各種元素，還使用了台積電的 6 納米工藝，完全有實力與英偉達和 AMD 一較高下。

　　不過，有業内人士指出，Intel 還是一個基因屬于 CPU 的公司，而在 GPU 上的投入需要配合 CPU 的成長，因此處理好 CPU 和 GPU 之間的發展沖突将是一個很大的挑戰。