GPU市场又掀波澜 新老玩家入局意欲何为?

作者:贾桂鹏 来源:原创 2020-09-11

  近期,Intel正式发布了代号为Tiger Lake的11代低功耗处理器,此次,全新一代处理器的发布,可以说是Intel在最近几年最大的一次更新,其中,Xe LP架构核显的加入更让其CPU在计算能力上有了质的飞跃。还不仅如此,Intel还计划在2021年正式推出Xe架构的独立显卡。

又掀波澜 新老玩家入局GPU市场意欲何为?

  其实,不仅是Intel,苹果代号为“Lifuka”的自研GPU也将在明年下半年推出,而且,将会采用台积电5nm工艺。这两大巨头为什么一时间对GPU产生如此大的兴趣呢?

  也许从大厂的举动可以看出,传统的计算模式将会发生变化,在AI大数据时代下,更擅长处理密集型运算,如视频分析、图形渲染、深度学习、大数据分析等应用的GPU也许才是未来计算的核心。

  Intel的独显之路

  GPU这一概念的起源可以追溯到40年前,电脑游戏的出现,让很多人开始意识到仅仅依靠CPU的计算能力,远远不够,所以,最初的2D显示芯片就应运而生,而后到了90年代,3D显示出现后,更加逼真的画面呈现在人们面前,也使得显卡成为人所共知的IT硬件之一。

  其实,Intel对于独显渴望由来已久,不过,一直没有太大的作为。1998年2月他们发布了Intel740,这也是目前Intel历史上唯一一款上市的独立显卡,不过在短短18个月后便停止了发行,但它的技术仍活在Intel Extreme Graphics系列中。Intel第二次尝试在2008年,他们在Larrabee项目中试图打造x86架构显卡,结果还是没有坚持下来,仅在一年之后该项目就被取消了。

  近年来,Intel挖来了Raja Koduri、Jim Keller等技术大牛,正式拉开了Intel再一次回归独显市场的帷幕。随后,在2020年Intel年度架构日中,Intel大篇幅的讨论了公司GPU架构的计划。

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  在架构日中,Intel GPU首席架构师Raja Koduri公开展示了四芯片封装的Intel Xe HP高性能版本,并首次亮出了它的背面封装设计,可以看到其电容等元器件分为多达16个区域,每四个区域对应一颗芯片。

  据了解,Xe HP的封装规模有1Tile、2Tile和4Tile三种,其中1Tile集成512组EU单元,每个EU为8核,所以总计4096核心,以此类推,4Tile为16384核,核心频率可以达到1.3GHz。而Intel实验室给出了一组测试数据显示,4Tile的单精度浮点性能达到了42TFLOPS。

  Xe HP的浮点性能即便是面对NVIDIA的A100安培核心时,也有相当的优势。A100内建了6912个CUDA核心,单精度浮点约19.5TFLOPS。

  此外,除了Xe HP之外,Xe架构GPU将还将会有三个级别产品:

  Xe LP:低功耗设计,可以集成在处理器内,在不久前Intel的11代酷睿发布会上,Xe LP架构也一同亮相;

  Xe HPG:针对游戏优化,支持光线追踪、GDDR6显存,目前还未正式公布;

  Xe HPC:针对高性能计算与机器学习进行优化,不同版本拥有不同的工艺,其中包含Intel 10nm SuperFin及增强版、7nm工艺、外包共四种。1/2 Tile封装,HBM2e显存,Xe Link互连总线,Co-EMIB封装,支持六颗芯片并行。

  据悉,全新的Intel独显将会台积电代工,采用6nm工艺,在2021年推出。

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  大厂入局GPU市场,各有各的小心思

  苹果和Intel这两家极具代表性的公司选择自研GPU,除了看好该领域未来的发展外,策略和方向还是有些不同的。

  Intel发展GPU领域目标之一是AI,AI作为未来主流的科技发展方向,是众多厂商着力发展的目标。而GPU的图像识别和计算能力将会是AI的核心。我们看到,NVIDIA凭借着自己在GPU领域几乎垄断的实力,成为了近几年全球最大的AI受益者,并且市值已经超越Intel。

  此外,Intel在最近几年时间里,一直在淡化自身CPU为核心的属性,因为,随着互联网用户的增加,数据体量的成指数级增长,数据中心对算力的需求也在迅猛上涨,诸如深度学习、直播中的视频转码、图片压缩解压缩以及HTTPS加密等各类应用对计算的需求已远远超出了传统CPU处理器的能力所及。而且,近年来,芯片制程工艺推进明显放缓,研发成本芯片研发企业不得不考虑的实际问题。

  所以,Intel凭借自身在芯片领域设计、制造、封装为一体的优势,提出的“超异构计算”概念,超异构解决方案借助更加灵活、可定制化特性,能将不同制程的芯片整合,因此,不仅在成本节约方面会发挥极大的作用,在性能方面也将的到很大程度提升。

  而苹果不同于Intel的是,他们不是CPU或GPU产品的供应商,而是提供一体化的终端以及软件产品,就像他们在WWDC上提出自研Mac CPU一样,苹果此次自研GPU还是要进行场景融合,打通iPhone、iPad、Mac等硬件产品之间的壁垒,实现数据互通,从而使得苹果的闭环生态系统更加完善。

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  仅就Intel和苹果这两家公司而言,任务更艰巨的无疑是Intel,因为他们将会与目前如日中天的NVIDIA和虎视眈眈的AMD产生直接竞争。9月初,NVIDIA也发布了自家全新的消费级RTX3090显卡,再一次刷新了消费级显卡性能的巅峰,而10月AMD也将发布自己基于7nm工艺的RX 6000系列显卡。硝烟已经开始弥漫,Intel的独显能抢得一片市场吗?

  针对GPU领域,Intel继续寻求芯片行业中的突破,而苹果则是要整合自家的生态。他们虽然有着不同的研发方向和发展策略,但赚取更多利润是任何公司不变的目标。那么,谁将会重新定义GPU市场呢?新玩家入局能否搅动这片市场呢?答案也许要等到产品量产或新兴技术更加成熟后才能见分晓。

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