每經記者 梁梟 朱成祥

原標題:英偉達新顯卡性能飛躍,市值已超英特爾、AMD之和 國產GPU何處“立身”?

依舊是身着熟悉的黑色皮衣出鏡,但這一次,英偉達CEO黃仁勳並沒有“擠牙膏”,而是祭出了性價比的“殺手鐗”。

上週,英偉達推出了新一代消費級GPU產品GeForce RTX 30系列,採用安培(Ampere)架構及三星8納米工藝,性能遠超上一代採用圖靈(Turing)架構及臺積電12納米工藝的GeForce RTX 20系列,售價卻並沒有明顯上漲。

今年以來,英偉達股價一路迭創新高,公司市值也突破3000億美元,超過芯片巨頭英特爾,更是將在GPU(graphics processing unit,圖形處理器)領域的老對手AMD遠遠甩在身後。

目前,PC端的GPU領域被英特爾、英偉達和AMD壟斷,那國產GPU實力如何?有業內人士向《每日經濟新聞》記者表示,目前國產GPU發展水平較國際大廠仍有差距,但“遊戲運算性能做不過,不代表高清解碼功能做不過”,這些公司仍可與之進行差異化競爭。

發新品股價創新高,英偉達成芯片公司市值探花

“3080的性能是2080的兩倍,但價格相同。安培實現了有史以來最大的性能飛躍。”在自家廚房舉行的新品發佈會上,黃仁勳說道。

GPU是計算機顯卡的核心,承擔圖像處理和輸出顯示的任務。

就在今年8月中旬,英偉達市值超過英特爾,成爲全球市值第三的芯片公司(前兩名爲臺積電和三星)。截至當地時間9月4日收盤,英偉達市值達到3115億美元,超過英特爾、AMD兩家之和。

品利基金半導體投資經理陳啓表示:“3080號稱集成了280億個晶體管,在強大的性能下,可以保證在部分遊戲特效全開,8K高清畫面下以60幀的速度流暢運行。”

陳啓還向記者介紹了英偉達的光線追蹤(Ray Tracing)技術:“光線追蹤技術是英偉達最先提出來的,在帕斯卡(Pascal)架構的10系列顯卡上首次出現。它能讓遊戲畫面做到以假亂真的程度,給玩家較強烈的真實感。”

“光線追蹤技術曾經是計算機圖形領域的聖盃,而現在已成爲標準。”黃仁勳在新品發佈會上表示,安培架構的光線追蹤性能相較帕斯卡架構實現了翻倍。《堡壘之夜》《使命召喚:冷戰》《賽博朋克:2077》都將支持新一代光線追蹤技術。

陳啓認爲,未來英偉達的GPU新品性能還將進一步提升。“因爲臺積電N7+製程,也就是7nm EUV訂單爆滿,英偉達選擇了三星8nm工藝。圖靈架構的20系列用的是臺積電12nm工藝,晶體管密度約33.8MTr/mm;這次安培構架的30系列用的是三星8nm工藝,晶體管密度約61.2MTr/mm,幾乎翻倍。如果未來使用臺積電5nm工藝,晶體管密度超過100MTr/mm,又接近翻倍,必然帶來成倍的性能上升。”陳啓說道。

RTX 30系列並非英偉達首款採用Ampere架構的產品。今年5月14日,黃仁勳揭曉了首款Ampere架構GPU,即英偉達Tesla A100。

國產GPU:有差距但仍可進行差異化競爭

近年來,GPU已經成爲半導體產業的生力軍,而國產GPU的發展狀況也備受關注。據東吳證券測算,GPU領域國產替代的市場空間超過50億美元。

不過,這麼大的蛋糕,能分的人卻寥寥無幾。航錦科技(000818,SZ)曾在投資者關係活動記錄表中表示,國內GPU芯片的設計企業還包括景嘉微等。

也就是說,在A股市場,GPU設計的相關標的僅航錦科技和景嘉微(300474,SZ)兩家。

航錦科技原主營業務爲產銷燒鹼等化工原料。2017年後,上市公司先後收購長沙韶光半導體有限公司(以下簡稱長沙韶光)等多家公司,正式切入軍工電子領域。其中,長沙韶光最扯人眼球,是國內爲數不多的研發GPU的廠商。

目前,長沙韶光自主研發的第二代改進型圖形處理芯片在自主可控設備領域的應用得到驗證,並收穫相關訂單,第三代產品預計2021年底可以推出。今年3月,航錦科技表示,長沙韶光“對標國際芯片巨頭英偉達”。不過,僅就體量而言,二者尚沒有可比性,這一表態也招致深交所問詢。

景嘉微頭頂“國產GPU第一股”的光環,於2016年3月末登陸創業板。公司在2020年半年報中表示,公司第二代圖形處理芯片JM7200於2018年8月成功流片,在產品性能和工藝設計上較第一代圖形處理芯片JM5400有較大的提升,已完成與國內主要的CPU和操作系統廠商的適配工作。9月1日,景嘉微透露,公司下一代圖形處理芯片性能較JM7200會有較大的提升,但具體的性能指標在完成流片和測試工作後才能確定。

在集邦諮詢分析師姚嘉洋看來,以國產GPU現階段的產品規格與產品藍圖來看,確實與英偉達和AMD有不小的差距,整體上短期內趕上還有難度。

姚嘉洋認爲,在低階顯卡上,針對遊戲領域,國產GPU還需要與重要的遊戲業者有更深入的合作。不過他也表示,在顯卡應用上,除了既有的遊戲市場,工業、醫療、軍事航天與AI等都有進一步的發揮空間。在工業控制和軍事領域,穩定性與強固性更重要,因此性能反而不是追求的重點。國產GPU從國產替代的戰略角度切入,可以在低階的工業或軍事市場逐漸取得市場份額。

陳啓也持有類似的觀點。他對記者表示,GPU包含多個功能,遊戲運算性能做不過不代表高清解碼功能做不過,面對不同的應用場景和消費者需求,其實還是有機會的。

姚嘉洋、陳啓的看法與兩家上市公司的發展思路也頗爲相近。景嘉微在2020年半年報中表示,公司針對不同行業應用需求進行技術和產品拓展,在專用市場應用中佔據明顯的優勢地位,同時公司的圖形顯控產品近年來一直積極向其他領域延伸。

航錦科技則在投資者關係活動記錄表中表示,長沙韶光的GPU產品既可以應用在軍工裝備上,也可應用於計算機系統和辦公設備。從使用效果跟蹤情況來看,產品已能夠滿足自主可控辦公系統及服務器的需求。

記者注意到,國家集成電路產業投資基金位列景嘉微第二大股東(持有2.75億股),但並未持股航錦科技。近日在互動平臺上,有投資者也詢問航錦科技與國家大基金二期合作事項。航錦科技回覆稱,大基金需要以定增的方式與公司開展合作,公司暫時沒有定增計劃。

GPU蝶變:從遊戲到AI、自動駕駛

“現代GPU是設計、雲AI、科學計算等發展的引擎,但遊戲玩家及其永無止境的需求才是推動GPU向前發展的動力。”黃仁勳在發佈會中說道。

東莞證券列出了未來GPU應用的三大方向——遊戲、人工智能與深度學習、自動駕駛。GPU在遊戲領域生根發芽,並在深度學習領域結出碩果,進而推動人工智能、自動駕駛的發展。

遊戲是GPU的源起,光線追蹤技術將遊戲的視覺體驗推向極致。此外,未來筆記本將朝着性能更強和厚度更薄的方向發展,遊戲本輕薄化、輕薄本性能化的趨勢,將成爲GPU在遊戲領域新的發力點。不過,雲遊戲的興起可能在一定程度上分流對高端遊戲顯卡的需求。

GPU也是人工智能的重要組成部分。東莞證券指出,人工智能的三大要素是數據、算力、算法。深度學習的本質是通過對大數據的處理並建立的算法模型,可以實現各行業的AI應用,算法將數據和算力連到一起,共同針對不同細分場景,提供效率優化方案。深度學習算法需要進行大量簡單運算,對並行計算的計算能力有較高的要求。在這一方面,GPU擁有較強的優勢。

東吳證券的研報也認爲,深度學習算法通常需要海量計算來處理數據和提取數據對象特徵並進行反覆訓練,傳統的CPU集羣需要數週才能計算出擁有1億節點的神經網絡級聯,而一個GPU集羣在一天內就可以完成,速度優勢明顯。

GPU對瞬時海量數據的處理能力也被應用於自動駕駛領域。2019年12月,英偉達發佈了自動駕駛汽車平臺——DRIVE AGX Orin,其中內置了自動駕駛芯片Orin。與此同時,滴滴也與英偉達達成合作,滴滴將使用英偉達GPU和其他技術開發自動駕駛和雲計算解決方案。

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