近日，英雄聯盟2021全球總決賽（S11）冠軍賽引爆了電競圈的狂歡：中國大陸賽區EDG戰隊戰勝韓國賽區DK戰隊奪冠。在電子競技這一對畫面渲染、圖像數據計算需求量極大的應用場景中，GPU性能的優劣幾乎起到決定性作用。
隨著電競市場逐漸升溫，高計算力、高畫面處理能力的GPU芯片也逐步受到移動端與桌面端整機廠商青睞。為爭奪日益升溫的高性能GPU市場，各大供應商紛紛提供了自己的技術方案。
全球GPU市場單季出貨量破億顆
市場研究公司Jon Peddie Research的報告顯示，今年第一季度全球GPU出貨量高達1.19億顆，同比增長38.78%。日益龐大且高速增長的GPU市場，顯示出市場對高算力持續高漲的需求。服務器、PC、移動端、游戲主機構成GPU最主要的四大市場。
在全球領先的服務器供應商戴爾、HPE、浪潮、聯想、IBM、ODM Direct中，HPE、聯想、IBM已推出搭載GPU的產品。由于GPU具有良好的并行運算能力，GPU服務器已成為AI加速方案的優選，當前市面上的GPU服務器多配備八核GPU。據IDC預測，到2024年，中國GPU服務器市場規模將達到64億美元。
在游戲主機市場，當前全球兩大游戲主機之一的Switch 2021年7—9月出貨量為383萬臺，索尼今年第三季度售出450萬臺PlayStation5和140萬臺PS4。
而GPU最大的市場仍為PC與智能手機。IDC最新公布的PC市場研究報告顯示，2021年第三季度全球PC出貨量達到8670萬臺，同比增長3.9%，連續第六個季度實現增長。Canalys數據顯示，2021年第三季度，全球智能手機出貨量達到3.26億部，較上一季度增長3%。
龐大的市場基數與快速增長帶來了GPU行業的繁榮。
游戲場景英偉達一騎絕塵
從全球2020年第二季度PC領域的GPU出貨量來看，Intel是全球最大的處理器供應商。憑借CPU在出貨量上的優勢，集成GPU銷售取得了極高的市場份額。價格低、耗電少、兼容好是集成顯卡的優勢，也是下游主機廠商和消費者選擇集成顯卡和英特爾的理由。
但在對畫面質量要求更高的制圖、游戲等應用場景中，以英偉達為領袖的獨立顯卡依然是主機廠商和消費者的首選。獨立GPU市場中，英偉達居于絕對壟斷地位，占有80%的市場份額，剩余20%份額由AMD占據；臺式獨立GPU市場與獨立GPU市場保持相似市場結構，由英偉達與AMD二分天下。其中，英偉達以78%的市場份額立于不敗之地。此外，集邦咨詢分析師姚嘉洋在接受《中國電子報》記者采訪時表示，Intel也有推出獨立GPU分食英偉達與AMD市場的打算。
作為以專業性、高性能為核心競爭力的桌面端GPU市場，英偉達與AMD將更多的研發精力投入在運算能力、速度、圖像呈現能力等指標的提升上。
英偉達中國區Omniverse經理何展在接受《中國電子報》采訪時表示：“GPU參數的主要核心有三個方向，分別是CUDA Core、Tensor Core和RT Core。”從數量上來看，英偉達推出的GEFORCERTX 30系列顯卡相較于20系列，在CUDA Core數量上實現了全面提升，從2018年發布的20系列顯卡到2020年發布的30系列顯卡，CUDA Core數量由1920~4352核提升至3584~10496核。CUDA Core數量越多，GPU并行處理能力越強，也就意味著GPU能夠更快地處理任務，能夠負載運算量更大的計算任務。Tensor Core同樣關注于并行計算，RT Core則專注于光線實時追蹤。
為了提升畫面使用的流暢度和畫面清晰度，AMD在2020年10月發布的RDNA2架構中加入了無限緩存功能，使得產品只需不高的顯存位寬、帶寬即可滿足性能要求，容量越大、游戲分辨率越高，效果越明顯。據了解，AMD將在2022年發布的RNDA3架構也會延續這一設計。
此外，何展向記者表示，英偉達在更新迭代硬件架構的同時，也在提供軟件的更新：“我們通過AI、軟件提升硬件的運行速度、整體的應用效能，這也是我們提倡的發展方向。”
除此之外，姚嘉洋在接受記者采訪時還表示：“在桌面端領域本就需要較強性能的GPU的前提下，更需要專業工作領域的生產軟件配合。NVIDIA就將GPU分為游戲與專業工作領域兩種類別，方便消費者挑選合適的產品，AMD在這幾年也有相同的作法。”
五企業逐鹿GPU架構市場
與桌面端GPU英特爾、英偉達與AMD的寡頭競爭相對穩定的市場格局相比，以智能手機為代表的移動終端市場在近幾年快速成長起來，且仍具有極高的增長速度，這便為上游市場帶來了更多的市場可能性。與桌面端GPU芯片基本采用自研架構的產業格局不同，移動端GPU行業普遍采用架構研發與芯片廠商分離的方式。由IP廠商研發芯片架構，向芯片廠商授權。
Imagination、ARM、高通、Vivante、英偉達已成為當前GPU架構市場占有率最高的五大企業。與英特爾主導桌面端集成GPU的邏輯相類似，由于高通是安卓陣營最大的處理器供應商，高通GPU便因此占據了極高的市場份額，且高通Adreno系列GPU僅自用，并不對外授權。Imagination已成為移動平臺GPU架構授權龍頭企業，授權伙伴主要有Intel、蘋果、聯發科、LG、瑞薩、三星、海思等。ARM Mail的GPU性能相對較弱，主要應用在華為和三星手機。
面對品牌眾多、功能各異的移動端產品，架構廠商要想立于不敗之地，便要找到自己的競爭優勢。ARM將競爭的重點放在提升芯片的機器學習效能與計算密集型體驗提升上。今年5月，ARM新推出針對旗艦智能手機和Chromebook筆記本市場的的高性能GPU ARM Mali-G710，使計算密集型體驗方面的性能提升20%。
由于移動設備自身電容量有限，在要求產品提高運算能力的同時保持低功耗也是市場帶給移動端GPU行業的一大挑戰，這也成為芯片廠商保持自身市場競爭力、爭取下游市場認可的要訣。
Imagination技術前瞻副總裁Kristof Beets表示：“核心的數目沒有辦法無限堆加，發光和功耗也會成為很大的問題，所以效率會面臨挑戰。”針對這一問題，Imagination提出的解決方案，是將GPU中的處理單元硬件化。11月4日，Imagination Technologies推出的旗艦款GPU IP產品IMG CXT，便是將GPU的光線追蹤功能從軟件計算方式變成硬件，使其成為硬件架構本身的一部分，從而在幫助用戶實現光線追蹤立體使用效果的同時，降低系統整體耗能。
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