GPU缺货的背后，可不是“挖矿”这么简单

从去年下半年开始，GPU市场就面临缺货与涨价的冲击。英伟达去年发布的基于全新安培（Ampere）架构的RTX30系列显卡一直处于一卡难求的状态。AMD面临同样的情况。AMD总裁兼首席执行官苏姿丰公开表示，确实遇到了供应紧张的问题。旺盛的市场需求是GPU在半导体产业中重要性不断提升的直观反映。目前的GPU已不仅仅局限于图形显示与游戏应用，挖矿、AI、云计算等产业的发展使得GPU正在成为处理器大厂的一个重要角力点。

“挖矿”潮，推升市场热度

今年2月，比特币冲击5.8万美元未果，快速回落至4.5万美元。有人预测“矿”难来了，比特币将再次崩盘。但是，半月不到比特币不仅成功收复失地，甚至一度冲过6万美元大关，同时产生一个连带影响——强劲的挖矿需求使得原本就面临缺货的GPU市场变得更加一卡难求。

AMD总裁兼首席执行官苏姿丰表示，造成缺货的原因是市场需求太过旺盛。在锐龙5000系列处理器推出之后，处理器的销量比前一代增加了两倍，创下了历代锐龙处理器的历史纪录，远超AMD预期。与此同时，半导体产业链已经无法满足市场的需求，这些问题都直接波及GPU供应。

另一家GPU大厂英伟达为应对需求，一方面改写广受“矿工”们追捧的显卡RTX 3060的软件程序，削减该显卡的“挖矿”效率，以期减弱强劲的需求；另一方面，宣布将推出专门用于“挖矿”的CMP（加密货币挖掘处理器）。英伟达游戏品牌GeForce全球负责人Matt Wuebbling表示，这是为应对“采矿”对显卡市场的需求压力。

然而，挖矿只是造成本轮GPU缺货涨价行情的原因之一。随着云计算、大数据、自动驾驶等行业的发展，GPU已不仅局限于游戏显示，挖矿、AI、云计算等都在侵吞着GPU厂商的产能。Gartner研究副总裁盛陵海便指出：“人工智能的发展使得英伟达再寻新的业务增长点。”与善于进行串行运算的CPU不同，GPU具有数百乃至数千个内核，经过优化，可以并行运行大量计算，对运行分析、深度学习和机器学习算法尤为有用。GPU允许某些计算比在传统CPU上运行相同的计算速度快10倍至100倍。

后摩尔时代，随着GPU的可编程性不断增强，GPU的应用能力已经远远超出了图形渲染，GPU被大量用于图形渲染以外的计算领域，成为GPGPU。GPU和CPU之间可以无缝地共享数据，GPU+CPU的异构运算体系将成为未来计算的主流架构。

GPU+CPU，大厂竞争“异构”未来

正是这样的发展蓝图，使得GPU的重要性不断提升，也使处理器大厂对于GPU的发展给予了高度重视。

去年，英伟达在GTC2020大会上发布了新一代计算型GPU，采用全新安培（Ampere）架构。元大证券投资咨询公司的一份报告指出，Ampere有望较英伟达此前采用的“图灵”（Turing）架构性能增加50%，同时功耗减半。Ampere GPU将面向数据中心业务。英伟达还计划以400亿美元巨资收购ARM公司。这将使英伟达将自身在GPU领域的优势，与ARM在CPU领域的优势相结合，将计算从云计算、智能手机、PC、自动驾驶车和机器人技术推进到边缘物联网，同时进一步加强其在数据中心、人工智能、自动驾驶的实力。

AMD在CPU与GPU领域均有相对广阔的产品线。为抢占异构计算时代的先发优势，2020年11月AMD推出RDNA2架构，相较于前代RDNA绝对性能最高提升1倍，能效提高54%。AMD计划于2022年前用基于更先进的工艺打造RDNA3架构。CDNA架构包含了新一代Infinity技术，可以增强GPU和CPU之间的连接，并针对机器学习和高性能计算应用而优化。

英特尔是全球最大的CPU供应商，近年来也在不断强化GPU产品线。英特尔的GPU最早可以追溯到1998年的i740，但是GPU性能相对较弱，因此一直采用集成GPU策略。2020年，英特尔推出采用全新Xe架构的独立显卡，基于10纳米Super Fin工艺。再次进军独显市场，显然是看到了GPU并行计算能力在超级计算、深度学习、VR、自动驾驶等前沿领域的优势。

差异化，国产GPU的前进之路？

国产GPU追赶的步伐也在加快。日前，登临科技发布，旗下首款GPU+（软件定义的片内异构通用人工智能处理器）产品已成功通过测试，开始客户送样。GPU+是在现有市场主流GPU架构上，采用软硬件协同的异构设计，可降低外部带宽需求，降低成本。元禾璞华投委会主席陈大同表示，登临的产品在市场上呈现出非常独特的稀缺性。通过对传统GPU架构进行创新，解决客户的关键痛点，是国产GPU获取市场的成功之道。

此外，有国产GPU第一股之称的景嘉微，其主力产品JM7系列升级到28nm工艺，性能与GTX 640相近，已经获得订单。亦有消息称，景嘉微开发的新一代JM9系列GPU有望于今年第二季度问世，性能有望达到国际上2017年年底至2018年年初的水平。新进企业沐曦集成电路宣布完成数亿元Pre A+轮融资，由经纬中国和光速中国联合领投，和利资本、红杉中国、真格基金等老股东持续跟投。经纬中国合伙人王华东表示，沐曦集成电路开发全兼容CUDA及ROCm生态的国产GPU。

对此，有业内人士指出，中国GPU市场规模和潜力非常大，庞大的整机制造能力意味着巨大的发展空间。现阶段，虽然国产GPU与英伟达、AMD等世界巨头之间的差距依然明显，但是通过在一些细分领域寻找市场空白点，仍然有着很多差异化的发展空间。