中国芯片设计企业正积极开发多样化的GPU以满足国内需求

据业内人士透露，GPU芯片凭借其强大的并行计算能力和出色的编程能力，正在成为半导体厂商之间激烈竞争的领域，中国许多IC设计商也加入了这场竞赛，希望开发国产GPU，以支持中国的半导体自给自足。  

GPU可以满足PC、工作站、移动设备和云服务器上的通用图形和高性能计算，是在自动驾驶、金融、医疗保健、增强现实/虚拟现实、游戏和数据中心等领域为人工智能计算提供动力的主流解决方案。  

GPU 的全球供应涉及复杂的设计和广泛的技术，现在由英特尔、英伟达和AMD主导，但许多中国芯片设计企业正在积极开发多样化的 GPU 以满足国内需求。  

中国在自主研发 GPU 方面仍处于起步阶段，但已经聚集了约 20家该领域的开发商，包括景嘉微电子、芯动科技、天数智芯、摩尔线程、壁仞科技、沐曦集成、登临科技和砺算科技。它们在资本市场上最受追捧，其中许多已经将其GPU 芯片投入量产。   

主要挑战 

但一些重大挑战可能会影响中国本土 GPU 的发展。首先是IP许可。由于IP研发难度大、开发周期长，目前中国GPU开发者大多使用英国Imagination Technologies提供的IP，导致核心电路专利无法控制，后续更新无法进行。  

然后是生产困境。新创企业不仅面临原材料和制造能力的紧张供应，还必须承受来自主要参与者的竞争压力。  

此外，成本难以降低，因为GPU芯片在进入量产之前必须经过漫长的设计测试过程，并且芯片的商业化规模化也需要时间。  

另一个挑战是中国的GPU领域尚未成熟，因此在中国很难建立良好的生态系统。   

中国第一家GPU制造商

作为中国第一家GPU制造商，成立于2006年4月的景嘉微目前是唯一一家能够将其内部开发的GPU产品大规模商业化的中国开发商。2015年，该公司推出了第一代GPU，称为JM5400，采用65nm CMOS工艺制造，成为中国第一款高可靠性、低功耗的GPU，有助于打破外国GPU供应商在中国市场的长期主导地位。  

2018年8月，景嘉微推出第二代产品JM7200，主要应用于商务台式机。在公司完成新GPU与中国供应商龙芯科技和飞腾科技的CPU以及麒麟、联泰科技和天脉开发的操作系统的兼容性测试后，开始量产。  

2021年12月，公司推出第三代14nm高性能GPU——JH920，采用统一渲染结构和多个可编程计算模块。它现在是中国市场上最畅销的国产GPU产品。  

另一家老牌芯片厂商芯动科技于 2021 年 11 月正式发布了其用于服务器和桌面应用的 风华一号GPU。风华一号在中国GPU领域拥有多项“第一”记录，包括率先实现5-10TFLOPS的渲染能力，率先实现图形API支持超过OpenGL 4.0，率先实现多用户渲染，计算、编码和解码，率先支持硬件虚拟化和可扩展性。  

芯动科技表示，风华一号中使用的 80% 的 IP 都是自己开发的，算力堪比英伟达的 Tesla T4 GPU。该公司计划在 2022 年晚些时候采用 5nm 工艺制造其首款 GPU 芯片。  

芯动科技现在还为包括台积电、三星电子、格罗方德、中芯国际、联电和英特尔在内的全球主要代工厂提供从 130nm 到 5nm 的各种工艺的高速信号 IP 和 ASIC 定制解决方案的一站式采购。   

初创公司

业内消息人士称，除了这两位老牌玩家外，中国近年来还见证了一些 GPU 初创公司的诞生。其中，天数智芯成立于 2015 年 12 月，是中国首家高端 GPGPU（通用 GPU）供应商，专注于打造更多自主可控、符合世界标准的高性能云计算 GPGPU，推出 5G 边缘和云推理 GPGPU。2021年1月，公司成功发布7nm云训练GPGPU，计算性能是主流同行的2倍。  

登临科技成立于2017年11月，于2021 2月开始向客户交付其首款GPU+芯片的样品，以进行验证。消息人士指出，通过高效张量引擎和可编程GPU引擎的有机结合，以及与CUDA/OpenCL的直接硬件兼容性，该公司的GPU+满足了通用性和高效率的双重要求，为GPU在中国的商业化创造了一条新路。  

自2019年成立以来，壁仞科技一直致力于开发本土通用计算系统，并为智能计算提供集成解决方案。该公司于2021 10月开始向台积电订购其首款GPGPU BR100的7nm工艺订单。BR100凭借其结合最新设计、先进制造和封装技术的独创芯片架构，被广泛视为中国首款具有国际竞争力的GPGPU芯片组。  

摩尔线程成立于2020年6月，被视为一匹黑马。消息人士称，在短短18个月内，该公司发布了一系列基于全新MT统一系统架构（MUSA）的新产品，包括用于台式机和工作站的MTT S60 GPU，以及用于数据中心的MTT S200 GPU。  

该公司首席执行官张建中在创立摩尔线程之前曾担任英伟达全球副总裁兼中国市场总经理，在任职15年至2020年5月期间，他帮助英伟达在中国建立了一个完整的GPU生态系统。   

格兰菲近期推出新国产GPU  

近日，格兰菲发布了官方产品页面，概述了Glenfly Arise GT-10C0 显卡的特性和规格。官网介绍称，Arise-GT10C0是格兰菲智能科技有限公司，为桌面、商业显示以及通用计算等中高端应用场景，研发设计的第一款图形和图像独显芯片。  

它基于28nm工艺制造，内置完全独立自主研发的新一代图形图像处理引擎，兼容银河麒麟KOS、统信软件UOS、Windows等主流操作系统，同时可在X86、ARM、MIPS等主流硬件平台操作运行，支持多种图形和图像的API接口标准，例如：DirectX11、OpenGL4.5、OpenCL1.2等。  

Glenfly Arise-GT-10C0显卡基于图形图像芯片自有的处理引擎，适配多种操作系统和CPU硬件平台，实现高画质的渲染效果，结合1.5TFLOPS的浮点运算能力，可支持4K高清显示与视频播放，使3D画面如临其境、视觉体验栩栩如生，并轻松实现多路视频输出和视频拼接。

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