三大芯片巨头正面碰撞，燃起独立 GPU 新战火

　　在刚刚结束的 2021 年架构日上，Intel 公布了全新的独立显卡架构 Xe HPG，基于该架构的首批 GPU 将采用台积电 N6 工艺，于 2022 年第一季度上市。这是 Intel 从 1998 年发布 i740 以来，二十多年之后再次踏入独立 GPU 市场。

　　由于 Intel 的加入，独立 GPU 的市场将再次变成“三国杀”的局面，从图形图像到 AI 和高性能计算，技术竞争和市场争夺将全面升级。

　　GPU 市场行情大好。根据市场研究公司 Jon Peddie Research 的报告，2021 年第一季全球 GPU 出货量达 1.19 亿颗，同比增长 38.78%，环比下降 3%。

　　虽然 Intel 在整体 GPU 出货上占据了 68% 的市场份额，但是在独立 GPU 方面，英伟达则以 81% 的份额占据，而 AMD 以 19% 的占有率排名第二。据 JPR 的分析师预测，独立 GPU 的出货量还将继续提升，到 2025 年将占整体 GPU 市场的 26%。

　　无论是云端、边缘侧还是终端，各种电子系统都需要高性能的图像处理能力，GPU 的发展因此进入加速阶段。独立 GPU 因为用途广泛，更是成为了大芯片中的佼佼者，架构和工艺都已达芯片业的顶峰。

　　英伟达在 2020 年发布的面向消费市场的旗舰级 GeForce RTX 30 系列 GPU，采用了三星 8nm 工艺，其中的 RTX3080 和 RTX3090，所包含的晶体管数目已经达到了 280 亿个。与之对应，AMD 的 RX 6000 系列，采用了台积电的 7nm 工艺，晶体管数目也达到了 268 亿个。

　　的工艺和庞大的晶体管数目对应了越来越复杂的芯片架构。以目前的英伟达安培(Ampere)架构为例，其运算部份就包括了流处理器 (Stream Processor，SP)、纹理单元(Texture mapping unit, TMU)、张量单元(Tensor Core)、光线追踪单元(RT Cores)、光栅化处理单元(ROPs)。

　　其中，在游戏中应用越来越多的光线追踪技术由光追单元来负责，而将 GPU 带入 AI 领域的则是张量单元，可用于实时深度学习、大型矩阵运算和深度学习超级采样(DLSS)。这两个单元的引入也将 GPU 的性能和作用完全提升，从图形处理器升级成计算处理器。

　　为了追求性能的，独立 GPU 之间的竞争因此就演化了成了架构之间的比拼。英伟达在 2020 年推出了安培架构，AMD 则回应了 RDNA 2 架构，使得其 RX 6000 在性能上可以与 RTX 30 一较高下。

　　有人将 GPU 架构的升级趋势概括为“更多”、“更专”、“更智能”。晶体管数量和运算单元的增加是为多，其中包括流处理器单元、纹理单元、光栅单元等数量上升。“更专”是指除了常规的计算单元，GPU 还会增加新的运算单元。“更智能”是指 GPU 的 AI 运算能力上升。

　　这次 Intel 加入战局也是有备而来，Xe 架构经过多年打磨而出，不但具备了时下的各种元素，还使用了台积电的 6 纳米工艺，完全有实力与英伟达和 AMD 一较高下。

　　不过，有业内人士指出，Intel 还是一个基因属于 CPU 的公司，而在 GPU 上的投入需要配合 CPU 的成长，因此处理好 CPU 和 GPU 之间的发展冲突将是一个很大的挑战。c

　　这次 Intel 加入战局也是有备而来，Xe 架构经过多年打磨而出，不但具备了时下的各种元素，还使用了台积电的 6 纳米工艺，完全有实力与英伟达和 AMD 一较高下。

　　不过，有业内人士指出，Intel 还是一个基因属于 CPU 的公司，而在 GPU 上的投入需要配合 CPU 的成长，因此处理好 CPU 和 GPU 之间的发展冲突将是一个很大的挑战。