“爽文”不能让国产GPU崛起,技术的饭还得一口口吃

2022-09-03

8月的最后一天,芯片圈非常不平静。有突发消息称,AMD和英伟达中国区相继接到总部通知,要对中国区客户断供高性能GPU芯片,这一举动或将直接打击国内高性能计算产业。国产芯片产业将如何应对?


这场芯片风云之变中,“国产GPU”也被推到了聚光灯下。最近一段时间,看到很多有关的“国产GPU曝光”的新闻,随之而来的便是各种争议。对于性能结果,不同的人自然有不同看法,其中既有鼓励包容,当然也不乏失望甚至贬损。


这已经是国内GPU行业的第N款产品了,细数一下,这个赛道上我们已经有景嘉微、芯动、摩尔线程、格兰菲等同类产品了。那么,我们到底应该如何看待这些国产GPU产品?



做GPU不是写爽文,一步登天不现实


需要明确的是,我们目前所见到的国产GPU产品大多都是这些企业的早期产品,相对于国外大厂数十年经验打磨出来的主流产品,必然存在诸多不足之处。因此对于这些不足,我们也应以平常心待之;毕竟,能够做出来已经是莫大的进步,好过纸上谈兵。


其次,桌面系统中的GPU作用相当明确,就是在负责图像的渲染和输出的基础上接管视频编解码、矩阵计算等需要浮点算力的任务。其中,图像渲染既包含普通的桌面、2D应用程序显示,也包含视频和3D内容;而视频编解码则分为普通的1080P级别和超清的4K级别,矩阵或AI计算也分为普通的推理应用和更高阶的算法训练。正是这些应用内容的区别定义了不同的需求,因此,在评价一款GPU产品和其性能时,我们不能脱离应用环境。在此,我们将桌面用户对GPU的需求分为三层。


第一层,对于办公和各类轻度应用来说,GPU 所要完成的工作无非是驱动不同分辨率的显示器,应对桌面显示、网页和各类Office套件等。


第二层,对于中度办公负载和轻度娱乐需求来说,GPU则要在此前的基础上提供高清视频的硬件解码、一定的3D渲染和计算能力。如此一来,GPU便可在高清视频播放、轻度游戏等应用中发挥效能,降低CPU负载,让电脑能够顺利应对更多任务。能够满足这些需求的GPU当然也能在远程协作、各类包含AI算法的智慧应用和CAD、BIM、GIS等生产力应用中担当重任。


第三层则是高清/超高清视频渲染、高精度3D建模、AI算法训练、3A游戏等高阶需求。在这些应用中,无论是视频渲染还是3D渲染亦或是浮点计算能力,用户对GPU的要求都是越高越好。


三层需求对GPU性能的需求依次递增,因此在面对同一款GPU时,不同需求的用户也可能产生不同的评价。而就刚刚站上产业起跑线的国产GPU而言,其目标用户大多都是前两类。并且,相对于外国的同类产品,国产GPU还要在与其他国产平台、国产操作系统适配方面下更多功夫。因此,在评价国产GPU的好坏优劣时,我们的关注点应该在特定应用环境下的性能和体验。同时,如何做好驱动更新、环境和应用适配、本土化服务等工作也相当重要。


而对于第三层需求而言,坦率地讲,目前的国产GPU还无法满足,这也正是国内GPU企业始终在努力的目标。


“国产”二字成色几何?


伴随国内产业升级步伐的加快,中国企业特别是科技企业已开始在越来越多的产业中崭露头角。而在波谲云诡的国际形势面前,很多普通人开始更加认真的看待国货,希望了解“国产”二字背后的含金量究竟有几成。


回到GPU领域,有些声音在质疑:国产GPU当中使用的技术不全是自主研发。但回过头来看,国产GPU真的要从每行代码、每个晶体管做起,用“重新发明轮子”的方法来博一个“纯国产、纯自研”的噱头吗?


作为一个有着数十年发展历程且相当成熟的细分行业,很多基础问题已经有了定式和最优解,并且形成了可供授权的众多专利IP;绕开这些已有IP,既不现实也不划算;例如怎样用更高的压缩比实现显存中的纹理压缩,GPU怎样使用PCI-E总线与CPU通信,甚至3D图像的光栅化和2D显示都有非常成熟的专利产品可供选择。


目前仍处于初创阶段的国内GPU企业需要快速推出市场化的GPU产品,但面临的更大难题在于推出可靠的GPU产品,背景是芯片设计、底层驱动开发等关键领域人才匮乏、团队缺少磨砺。另一方面,国产GPU还有一项无法回避的任务,那就是对数量众多的国产处理器平台和OS平台的支持,这些软硬件平台不仅数量众多且相互之间的底层差异极大,国产GPU团队要花费大量精力在对这些平台的支持上。


所以,相对于“芯片里用谁的IP”这种问题,我们真正需要关注的是这些企业怎样更有效地利用现有商业化IP,快速完成产品迭代和团队磨合。至于自研IP,等解决了现有问题之后再“徐图之”也不迟。


购买成熟IP并不只是国内GPU企业的独创,就连那些拥有几十年历史的成熟半导体企业通常也会在IP的购买上一掷千金。


例如在苹果系列产品中广泛使用的A系列处理器就购买了ARM处理器的指令集级授权,而其早期产品中的GPU部分也来自Imagination的IP授权;近两年如日中天的AMD Zen3系列处理器当中的IO Die是各类总线和控制器授权的集合体;就连积累深厚的英特尔也会定期向NVIDIA等企业支付显示方面的专利授权费……甚至可以说,正是有了门类齐全、多种多样的IP产品,我们才能看到如今半导体行业中的精彩纷呈。


可见完全自研是连那些家大业大、积累深厚的大企业都不会去做的事情,我们当然没理由去苛求国内GPU企业在初创期做到。


理性地说,用自研技术和外购IP的组合来保证前期产品的速度和质量是当前环境下唯一经过验证的发展路径。而不断提升自研技术占比并最终实现真正的自主可控+技术领先则是国产GPU行业的终极目标。一个是路径,一个是目标,二者不仅不冲突,而是相辅相成。


百里之行,必须从长计议,“龙傲天”的故事只存在于网络爽文当中。


国产GPU,要走的路还很长


回到文章最初的问题,我们应该如何看待国产GPU?答案其实很简单:


1、国产GPU行业刚刚起步,只是初步解决了有与无的问题,期待他们一步登天不现实;


2、众多初创企业进入GPU赛道是好事,只有参赛的人足够多,我们才能期待后续的竞争和创新,而这对于市场和用户来说利大于弊;


3、与GPU赛道类似,国内还有很多企业在CPU、操作系统和产业应用等方面发力。如何促进这些国产产品之间的相互兼容、相互优化,还得靠全行业的共同努力。这件事既省不下、也急不得。


4、在当前充满竞争且空前复杂的市场形势之下,国产GPU行业的发展注定是曲折的,且一定是长期的,从无到有后,从能用到好用,还有相当长的一段路要走。


相对于外国巨头,整个国产GPU产业无疑是稚嫩的;好比参天大树和一颗刚刚破土的嫩苗,身处同一片森林,但二者在产品技术积累和产业生态上都有着显著的区别。


而对于那些身处行业一线的从业者来说,真正值得去解决的问题是如何推陈出新、如何满足现有需求,而非让看客和评论家们过嘴瘾。在这样一个日新月异的产业当中,在这样一个未来仍旧充满变数的赛道上,保持关注、别着急下结论或许就是当下我们应当秉持的态度。