一、GPU综述
GPU即图形处理器(graphics processing unit,缩写GPU),又称显示核心、视觉处理器、显示芯片,是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上做图像和图形相关运算工作的微处理器。GPU是显卡的处理器:显卡全称显示适配卡,又称显示适配器,用于协助CPU进行图像处理,作用是将CPU送来的图像信号经过处理再输送到显示器上,由主板连接设备、监视器连接设备、处理器和内存组成,GPU即是显卡处理器。
CPU与GPU区别
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由于CPU并不适合大规模并行计算,因此需要加速芯片执行AI算法,目前AI加速芯片主要包括图形处理器(GPU)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、神经拟态芯片等。GPU的优势在于提供了多核并行计算的基础结构,且核心数非常多,可以支撑大量数据的并行计算,拥有更高的浮点运算能力;缺点在于管理控制能力弱,功耗高。
四类AI加速芯片对比
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二、GPU行业产业链
GPU行业产业链主要涉及三个环节:设计、制造、封装。整体供给模式有IDM和Fab+Fabless两种。DM模式将设计、制造和封测集中在一起,代表厂商有英特尔。Fab+Fabless模式的代表有AMD设计,台积电制造,通富微电封测;ARM阵营的苹果设计,台积电制造,日月光封测。
GPU行业产业链
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相关报告:华经产业研究院发布的《2021-2026年中国GPU行业发展监测及投资战略规划研究报告》
三、GPU行业发展现状
从全球GPU行业市场规模来看,据统计,2020年全球GPU行业市场规模为254.1亿美元,预计2027年将达到1853.1亿美元,年平均增速为32.82%,保持高速增长状态。
2020-2027年全球GPU行业市场规模情况
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中国大陆独立GPU2027年市场规模超过341亿美元,国产替代孕育良好机会。由于NVIDIA和AMD基本占据了独立GPU市场的全部份额,所以根据两者2020年在中国大陆的独立GPU销售收入,可以估测2020年中国大陆GPU市场的规模。估算得出2020年中国大陆的独立GPU市场规模为47.39亿美元,保守假设中国GPU市场规模保持与全球GPU市场规模相同的增速,预计2027年中国大陆GPU市场规模将超过345.57亿美元。
2020-2027年中国GPU行业市场规模情况
注:统计数据不包括中国台湾
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从国内GPU芯片板卡市场来看,增长速度或将趋缓。据统计,2020年中国GPU芯片办卡市场规模为124亿元,同比增长40.91%。预计到2024年,市场规模将达到370亿元,年均复合增长速度约为30%。
2019-2024年中国GPU芯片板卡市场规模及增速
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四、中国GPU行业发展历程
国产GPU的发展落后于国产CPU,直到2014年4月,景嘉微才成功研发出国内首款国产高性能、低功耗GPU芯片—JM5400。在国产GPU的开发中,GPU对CPU的依赖性和GPU的高研发难度,阻碍了该产业的快速发展。
中国GPU行业发展简述
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近年来,我国GPU行业发展穷追猛打,培养出一大批国内领军企业,其中包括景嘉微、航锦科技、芯原股份、壁仞科技,中船重工等。
国产CPU公司及其业务简介
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五、GPU行业未来发展趋势
GPU未来主要有两大应用发展方向。从需求端考虑,GPU的优势在于并行计算,需要大规模运用到并行计算的领域就是未来GPU的发展方向。
1、更加逼真的图形展现:图形显现是GPU芯片最初的功能,随着视觉科技和虚拟现实技术的发展,更加真实的图形显现效果会对GPU的并行计算能力提出更高的要求,因此,图形显现是GPU芯片未来重要的发展方向。
2、高性能计算:高性能计算主要包括通用计算和人工智能计算。通用计算就是用GPU来处理一些原本CPU可以处理、但是更适合拥有强大浮点计算能力的GPU处理的运算,比如人脸识别等。人工智能计算是另一种高性能计算,不同于传统的基于流处理器的GPU,用于AI计算的GPU大多数情况下浮点计算精度要求较低,但对计算吞吐量要求较高。
华经产业研究院对中国GPU行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析,对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析,最大限度地降低企业投资风险与经营成本,提高企业竞争力;并运用多种数据分析技术,对行业发展趋势进行预测,以便企业能及时抢占市场先机;更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的《2021-2026年中国GPU行业投资分析及发展战略研究咨询报告》。