CPU 'terperangkap', dan syarikat China menukar trek satu demi satu: Bolehkah GPU domestik berjaya?

China mempunyai bilangan pemula GPU yang luar biasa apabila negara itu cuba untuk mendapatkan penguasaan dalam kecerdasan buatan serta kedaulatan semikonduktor, menurut laporan baharu daripada penyelidik pasaran teknologi Jon Peddie Research.

Memandangkan permintaan untuk kecerdasan buatan (AI), pengkomputeran berprestasi tinggi (HPC) dan pemprosesan grafik meningkat pada kadar yang tidak pernah berlaku sebelum ini, bilangan pengeluar GPU global juga telah meningkat dalam beberapa tahun kebelakangan ini . Mengenai kad grafik diskret untuk PC, AMD dan Nvidia mengekalkan pendahuluan, sementara Intel cuba mengejar ketinggalan.

Pada tahun 1980-an dan 1990-an, berpuluh-puluh syarikat di seluruh dunia sedang membangunkan kad grafik dan pemproses grafik bebas, tetapi untuk memperoleh prestasi tertinggi dalam pertandingan kejam permainan 3D, di mana sebahagian besar syarikat telah dihapuskan.

Menjelang kira-kira 2010, hanya AMD dan Nvidia dapat menawarkan GPU kendiri yang kompetitif untuk permainan dan pengkomputeran, manakala syarikat lain menumpukan pada GPU bersepadu atau IP GPU.

Bermula sekitar tahun 2015, bilangan pembangun GPU PC di China mula meningkat dengan pesat, hasil desakan China untuk sara diri teknologi dan kemunculan AI dan pengkomputeran berprestasi tinggi setinggi -teknologi Kemunculan trend utama.

Menurut data daripada Jon Peddie Research, sejumlah 18 syarikat sedang membangun dan mengeluarkan GPU. Dua syarikat terutamanya membangunkan GPU terikat SoC untuk telefon pintar dan komputer riba, enam membangunkan IP GPU, dan 11 pembangun GPU memfokuskan pada GPU untuk PC dan pusat data, termasuk AMD, Intel dan Nvidia.

Malah, jika syarikat China lain, seperti Biren Technology dan Tianshu Zhixin, ditambah ke dalam senarai, bilangan syarikat GPU akan menjadi lebih besar. Walau bagaimanapun, Teknologi Biren dan Tianshu Zhixin pada masa ini hanya menumpukan pada AI dan pengkomputeran berprestasi tinggi, jadi JPR tidak menganggap mereka sebagai pembangun GPU dalam erti kata tradisional.

Jalan China menuju keselamatan teknologi: Pembangunan GPU

Sebagai ekonomi kedua terbesar di dunia, China pasti akan bersaing dengan Amerika Syarikat dan negara maju lain negara Negara bersaing di hampir semua bidang. China melakukan segala yang boleh untuk menarik jurutera dari seluruh dunia.

Malah, di China, ratusan syarikat reka bentuk IC baharu ditubuhkan setiap tahun. Mereka membangunkan produk daripada penderia kecil kepada cip komunikasi yang kompleks dalam usaha untuk berdikari dengan pembekal Barat.

Tetapi untuk benar-benar melompat pada gelombang kecerdasan buatan dan pengkomputeran berprestasi tinggi, anda memerlukan CPU, GPU dan teknologi pecutan pengkomputeran tujuan khas.

Mengenai CPU, China menghadapi sekatan teknologi yang semakin ketat dari Amerika Syarikat dari segi peralatan dan teknologi pembuatan, dan adalah mustahil untuk mengejar tahap lanjutan global tidak lama lagi. Walau bagaimanapun, di landasan lain, boleh dikatakan bahawa membangun dan menghasilkan GPU yang baik adalah lebih membuahkan hasil daripada cuba membina CPU yang kompetitif.

“Bagi syarikat China, latihan kecerdasan buatan adalah daya penggerak utama untuk penyelidikan dan pembangunan GPU yang bebas Di satu pihak, ia adalah kerana GPU Nvidia terlalu mahal, dan pada Sebaliknya, ia juga di luar keinginan sendiri," kata Jon Peddie, pengarah JPR.

GPU pada asasnya ialah peranti selari dengan sejumlah besar unit pengkomputeran di dalamnya yang boleh digunakan untuk lebihan Ini menjadikan GPU lebih mudah untuk dimulakan dan dijalankan rendah secara keseluruhan. Selain itu, sifat selari GPU menjadikannya lebih mudah untuk digunakan dalam cara berskala.

Berbanding dengan CPU, GPU mempunyai keperluan proses yang kurang ketat dalam reka bentuk dan pembuatan, walaupun pengeluar cip tercanggih China SMIC tidak semaju TSMC Dengan proses pengeluaran, ia masih boleh dilakukan untuk mencapai prestasi yang cukup mengagumkan dengan menggunakan pengembangan prestasi GPU.

Malah, walaupun pembangun GPU China kehilangan peluang untuk menggunakan nod lanjutan TSMC (N7 dan ke bawah), sekurang-kurangnya sesetengah daripada mereka masih boleh menjadikannya lebih mudah pada reka bentuk GPU SMIC dan bertemu keperluan AI, HPC dan beberapa pasaran permainan/hiburan.

Selain itu, dari perspektif negara, GPU dengan keupayaan AI dan HPC juga boleh dikatakan lebih penting daripada CPU, kerana AI dan HPC boleh mendayakan aplikasi baharu sepenuhnya, seperti pemanduan autonomi Aplikasi seperti automotif dan bandar pintar.

Walaupun kerajaan A.S. telah mengehadkan dengan bersungguh-sungguh eksport CPU dan GPU berasaskan superkomputer ke China, ambang yang agak rendah untuk reka bentuk dan pembuatan GPU berbanding dengan CPU menjadikan sekatan tersebut jauh lebih berkesan.

Senibina mikro GPU agak mudah, tetapi reka bentuk perkakasan mahal

Walau bagaimanapun, perlu diingat bahawa walaupun terdapat banyak pembangun GPU pada masa ini, Tetapi hanya dua yang benar-benar boleh mencipta GPU bebas yang kompetitif untuk PC. Ini mungkin kerana agak mudah untuk membangunkan seni bina GPU, tetapi sangat sukar untuk melaksanakannya dengan betul dan mereka bentuk pemacu yang sesuai.

Seni bina mikro CPU dan GPU pada asasnya adalah "persimpangan sains dan seni." Seni bina ini adalah set algoritma yang kompleks, dan pasukan yang membangunkannya boleh menjadi agak kecil, tetapi boleh mengambil masa sehingga beberapa tahun.

Boleh difahami bahawa seni bina mikro dilakukan pada serbet dan papan putih. Mengenai kosnya, jika hanya arkitek sendiri, saiz pasukan boleh hanya seorang, mungkin tiga atau empat orang. Tetapi apa-apa jenis seni bina, bangunan, kapal roket, rangkaian atau pemproses adalah permainan catur yang kompleks.

Contohnya, cuba meramalkan proses pembuatan dan piawaian lima tahun dari sekarang, pertukaran kos efektif, ciri yang perlu ditambah, ciri yang perlu ditinggalkan atau diabaikan, ini semua tugas yang sangat rumit dan memakan masa.

Arkitek menghabiskan banyak masa membuat andaian di kepala mereka, seperti jika cache dibuat 25% lebih besar, jika terdapat 6000 FPU, sekiranya bas PCIe 5.0 I/O menjadi dibuat? Bolehkah ini diselesaikan tepat pada masanya? Dan seterusnya.

Memandangkan pembangunan seni bina mikro boleh mengambil masa bertahun-tahun dan memerlukan pereka berbakat, dalam dunia di mana masa untuk memasarkan adalah penting, banyak syarikat hanya melesenkan- mikroarchitectures atau IP GPU yang terbukti daripada syarikat seperti Arm atau Imagination Technologies.

Sebagai contoh, Innosilicon China melesenkan IP microarchitecture GPU daripada syarikat British Imagination untuk digunakan dalam GPU Fantasinya.

Terdapat juga pembangun GPU China yang menggunakan seni bina PowerVR Imagination. Sementara itu, pengeluar GPU lain, Zhaoxin, menggunakan seni bina mikro GPU yang diperolehi oleh Via Technologies.

Kos membangunkan seni bina mikro boleh berbeza-beza, tetapi agak rendah berbanding kos pelaksanaan fizikal pada GPU moden yang canggih.

Selama bertahun-tahun, Apple dan Intel, dua syarikat yang mempunyai bakat kejuruteraan yang ketara, telah bergantung pada Img untuk reka bentuk GPU. MediaTek dan vendor SoC kecil lain bergantung pada Arm. Qualcomm menggunakan ATI/AMD untuk masa yang lama, dan Samsung beralih kepada AMD selepas cuba mereka bentuk enjin grafiknya sendiri selama beberapa tahun.

Baru-baru ini, dua syarikat GPU China baharu mengupah bekas arkitek AMD dan Nvidia, dan dua yang lain menggunakan Img. Masa untuk memasuki pasaran dan mempelajari kemahiran sebagai arkitek, perkara yang perlu dibimbangkan, dan cara mencari penyelesaian, adalah proses yang sangat memakan masa.

"Jika anda dapat mencari syarikat yang sudah mempunyai rancangan reka bentuk dan telah mereka bentuknya untuk masa yang lama, anda boleh menjimatkan banyak masa dan wang, dan dalam pasaran, masa adalah Segala-galanya."

"Akan terdapat terlalu banyak masalah dalam proses ini. Tidak setiap GPU yang direka oleh AMD atau Nvidia boleh menjadi pemenang generasi pelarasan, ia telah bertambah baik secara beransur-ansur," kata orang yang bertanggungjawab ke atas Jon Peddie Research, sebuah organisasi penyelidikan.

Untuk proses pengeluaran baharu, kos pelaksanaan perkakasan dan pembangunan perisian adalah terlalu tinggi. Menurut anggaran oleh International Business Times, kos reka bentuk peralatan yang dihasilkan menggunakan teknologi tahap 5nm melebihi AS$540 juta. Jika proses adalah 3nm, kos reka bentuk akan meningkat tiga kali ganda.

"Jika anda mengambil kira susun atur dan pelan lantai, simulasi, pengesahan dan pemacu, kos dan masa pembangunan GPU meletup," jelas Peddie.

"Reka bentuk dan susun atur perkakasan adalah sangat mudah: jika anda tersalah baris, ia boleh mengambil masa berbulan-bulan untuk menyelesaikan masalah." beberapa syarikat di dunia yang boleh membangunkan cip GPU permainan atau pengkomputeran moden (skala transistor 46 bilion-80 bilion) dengan tahap AMD dan NVIDIA.

Walau bagaimanapun, BR104 dan BR100 yang dikeluarkan oleh Teknologi Biren China tidak lama dahulu telah mencapai tahap yang hampir sama. (Adalah spekulasi bahawa BR104 mengandungi kira-kira 38.5 bilion transistor).

Pada masa ini, 8 daripada 11 pembekal reka bentuk GPU PC/pusat data di dunia adalah dari China, yang bercakap untuk dirinya sendiri.

Mungkin dalam masa terdekat kami tidak akan melihat GPU permainan indie yang kompetitif kecuali daripada syarikat Amerika. Sama ada China boleh melancarkan pesaing yang kompetitif masih belum dapat dilihat.

Atas ialah kandungan terperinci CPU 'terperangkap', dan syarikat China menukar trek satu demi satu: Bolehkah GPU domestik berjaya?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!