電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃晶晶）最近國產(chǎn)GPU行業(yè)又帶來驚喜不斷。摩爾線程發(fā)布第一代多功能GPU芯片蘇堤，以及面向PC和工作站的桌面級顯卡MTT S60和專為數(shù)據(jù)中心打造的圖形渲染和計算卡 MTT S2000等。

接著，壁仞科技首款通用GPU芯片BR100系列一次點亮成功。在核心性能設(shè)計標準上，BR100系列是國內(nèi)算力最大的通用GPU芯片，BR100系列基于壁仞科技自主原創(chuàng)的芯片架構(gòu)開發(fā)，采用成熟的7納米工藝制程。據(jù)稱，這顆7nm制程芯片是對標英偉達的下一代5nm GPU計算芯片。

這兩款國產(chǎn)GPU芯片的重磅消息，都意味著我們在GPU自主研發(fā)上取得突出進展。

GPU可用于圖形處理和通用計算。通用圖形處理器也就是GPGPU，是一種利用處理圖形任務(wù)的圖形處理器來計算原本由中央處理器處理的通用計算任務(wù)。這些通用計算常常與圖形處理沒有任何關(guān)系。

目前，以研發(fā)通用計算的GPU為主的公司包括天數(shù)智芯、登臨科技、沐曦、壁仞科技等公司。以研發(fā)圖用GPU為主的公司包括景嘉微、芯動科技、摩爾線程等。

不過芯動科技、摩爾線程的產(chǎn)品也能夠覆蓋數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的圖形渲染和計算。同時，壁仞科技也成立了圖形GPU事業(yè)部。

據(jù)資料顯示，壁仞科技的圖形GPU產(chǎn)品將支持包括游戲、AR、VR、仿真、視頻等產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，未來還將進一步與AI產(chǎn)品技術(shù)融合，共同構(gòu)成“元宇宙”、”數(shù)字孿生”等新興技術(shù)與應(yīng)用的算力基礎(chǔ)。

相較于面向通用計算的GPU，圖形GPU用于桌面電腦、筆記本電腦，離消費群體更進。此次，我們選擇三款國產(chǎn)圖形GPU，通過比較和英偉達、AMD的相關(guān)產(chǎn)品，看看他們的性能參數(shù)水平，到底有沒有超過英偉達的GTX1080？

摩爾線程桌面級顯卡MTT S60

3月30日，摩爾線程發(fā)布了全新架構(gòu)及系列重磅新品，包括：MUSA（Moore Threads Unified System Architecture）統(tǒng)一系統(tǒng)架構(gòu)；基于MUSA架構(gòu)打造的第一代多功能GPU芯片蘇堤；面向PC和工作站的桌面級顯卡MTT S60和專為數(shù)據(jù)中心打造的圖形渲染和計算卡 MTT S2000；GPU物理引擎AlphaCore ；DIGITALME數(shù)字人解決方案；及助力數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的多個元計算應(yīng)用解決方案。

MUSA是摩爾線程產(chǎn)品系列采用的統(tǒng)一系統(tǒng)架構(gòu)，包括統(tǒng)一的編程模型、軟件運行庫、驅(qū)動程序框架、指令集架構(gòu)和芯片架構(gòu)。開發(fā)者基于MUSA開發(fā)的應(yīng)用將具備廣泛的可移植性，可以同時運行在云端和邊緣的眾多計算平臺上，包括面向圖形、計算、多媒體和人工智能的各類產(chǎn)品線。

圖源：摩爾線程

與此同時，基于MUSA統(tǒng)一系統(tǒng)架構(gòu)打造的第一代摩爾線程多功能GPU芯片——蘇堤正式亮相。芯片內(nèi)置現(xiàn)代圖形渲染引擎、智能多媒體引擎、AI計算加速引擎、物理仿真及科學(xué)計算四大引擎，旨在以先進的現(xiàn)代GPU架構(gòu)、廣泛的平臺通用性和全棧計算能力，充分滿足數(shù)字經(jīng)濟云邊端多元算力需求。

圖源：摩爾線程

我們來看摩爾線程發(fā)布的第一代桌面級顯卡MTT S60。

MTT S60顯卡基于MUSA統(tǒng)一系統(tǒng)架構(gòu)GPU蘇堤核心晶片制成，采用12nm制程，包含2048個MUSA核心，單精度浮點運算最高可達6TFLOPS，像素填充率為192G Pixel/s，搭載8GB顯存，支持4K/8K高清顯示。MTT S60顯卡不僅支持主流的H.264和H.265編碼格式，還領(lǐng)先業(yè)內(nèi)同類產(chǎn)品提供對AV1視頻格式的硬件編碼支持；而在硬件解碼方面，則支持AV1、H.264、H.265等諸多格式的硬件解碼。不僅如此，MTT S60顯卡還支持DirectX、Vulkan、OpenGL和OpenGL ES等眾多圖形API接口，可滿足各類高圖形負載應(yīng)用對2D和3D圖形渲染的需求。

此外，摩爾線程MTT S60支持英特爾、AMD、龍芯、飛騰、兆芯等主流CPU以及Windows、麒麟、統(tǒng)信、Ubuntu等操作系統(tǒng)，并且已經(jīng)著手與眾多PC合作伙伴開展合作，包括聯(lián)想、浪潮、長城超云等。

MTT S60與英偉達GPU比較

相比較而言，摩爾線程的MTT S60顯卡在核心頻率上是1.5GHz，單精度浮點運算達6TFLOPS，顯存位寬256bit，這幾項參數(shù)都與英偉達的GTX 1070不相上下。在顯存上，MTT S60搭載8GB低功耗LPDDR4x顯存，據(jù)介紹，由于支持多種紋理壓縮算法，顯存帶寬的利用率也得以顯著提高，使得MTT S60顯卡能在復(fù)雜模型設(shè)計、高清視頻處理以及大AI模型等高負載應(yīng)用中提供更高的顯存帶寬利用率，發(fā)揮更大效能。

相對來說GDDR是顯存的主流，但LPDDR近幾年也有用在筆記本電腦上，之前華為的擎云L420筆記本電腦搭載了8GB LPDDR5。LPDDR具著低功耗特性，能節(jié)省空間設(shè)計，使得筆記本更加輕薄。

同樣，摩爾線程的MTT S60也支持8K/4K 畫面顯示，可滿足大屏高解析度的娛樂及工作需求。

不過，若是看英偉達GTX1080，GTX1080有著單精度浮點運算性能達9 TFLOPS，核心頻率1.6GHz。搭載8GB GDDR5X，顯存速率10 Gbps，較GTX1070又有所提升。

我們可以看到，摩爾線程MTT S60與GTX 1070相當，同時接近GTX1080。

芯動科技風華1號

去年12月，芯動科技發(fā)布的風華1號GPU，是業(yè)界首款采用GDDR6X高帶寬顯存技術(shù)和Innolink chiplet等前沿技術(shù)的渲染GPU，集成各種自主可控核心IP，一舉填補了國產(chǎn)4K級桌面顯卡和服務(wù)器顯卡兩大空白。

圖源：芯動科技

風華1號分為A卡（單芯片）和B卡（雙芯片）兩款。GPU采用12nm工藝制造，F(xiàn)P32浮點性能為5T FLOPS，AI性能為25 TOPS（INT8）；渲染能力達到160GPixel/秒；接口為PCIe 4.0 x16；顯存采用了GDDR6/GDDR6X，最大容量為16GB，顯存位寬為128bit，速率為19 Gbps，帶寬為304 GB/s；支持HDMI 2.1和DisplayPort 1.4輸出。

今年3月，統(tǒng)信UOS操作系統(tǒng)與芯動科技（INNOSILICON）自主研發(fā)的風華1號GPU完成全面深度適配認證，芯動科技正式成為統(tǒng)信軟件產(chǎn)品生態(tài)伙伴，并加入同心生態(tài)聯(lián)盟。

風華1號與英偉達GPU比較

可以看到，風華1號的單精度浮點運算性能達到5TFLOPS，和英偉達GTX1070的6.5TFLOPS接近，但不及GTX1080的9TFLOPS。而顯存方面，風華1號的性能比較突出，采用GDDR6X高帶寬顯存技術(shù)，而芯動科技也強調(diào)這個技術(shù)目前全球只有英偉達和芯動兩家公司擁有。該GPU的顯存速度達到19Gbps。比GTX1070的8Gbps速度高出不少，后者采用GDDR5技術(shù)。同時，在顯存方面，風華1號也比GTX1080的10Gbps高，甚至比RTX2060的14Gbps要高。

相對而言，風華1號的性能與RTX2060更為接近。不過，英偉達2019年發(fā)布的這款RTX2060，支持光線追蹤技術(shù)。而風華1號應(yīng)該還不支持光線追蹤技術(shù)，而在芯動科技的下一代產(chǎn)品規(guī)劃中，就表示，“風華2號”和“風華3號”已在路上，計劃投片5nm工藝，并加入光線追蹤技術(shù)。當然，若這兩款新產(chǎn)品發(fā)布應(yīng)該會超過RTX2060。

另外，在圖形API接口上，我們看到風華1號支持OPENGL4.0(后續(xù)升級到4.5)、OPENGL ES 3.2、VULKAN 1.2、DirectX 11/12，不過芯動也表示對DirectX 11/12的支持要在2022年發(fā)布。

景嘉微新旗艦JH920

2021年12月10日，景嘉微發(fā)布了GPU旗艦新品JH920。JH920采用14nm工藝，像素填充率為32G Pixels/s，單精度浮點性能為1.5TFlops，功耗為30W。JH920主要應(yīng)用于中高端圖形顯示、通用計算、嵌入式等領(lǐng)域，還可以支持多種游戲引擎，如OGRE，UE4，Unity3D等。

圖源：景嘉微

JH920與英偉達GPU比較

景嘉微的這款芯片在單精度浮點運算性能上，與英偉達GTX1050的1.7TFLOPs相當。都采用14nm工藝制程。前者的核心頻率為1.5GHz，略高于后者。GTX1050像素填充率為36.43G Pixels/s。在顯卡功耗上，前者為30W，后者為75W，景嘉微JH920更有優(yōu)勢。

不過，JH920與英偉達GTX1070、1080相比而言，還有一些差距，特別是單精度浮點運算性能上，這三款GPU分別是1.5TFLOPS、6.5TFlops、9 TFLOPS。并且在顯存上JH920也沒有特別的優(yōu)勢。

小結(jié)：

綜合來看，芯動風華1號在顯存技術(shù)上有明顯優(yōu)勢；摩爾線程MTT S60支持Windows 10操作系統(tǒng)、此外，視頻編解碼不僅支持H.264、H.265(HEVC)，還業(yè)界首次加入了最新的AV1，并有三個DP 1.4接口，可輸出8K、4K畫面。景嘉微JH920，在參數(shù)上顯得中規(guī)中矩，略遜于與芯動風華1號和摩爾線程MTT S60。

不過景嘉微作為國產(chǎn)GPU發(fā)力較早的廠商，也具有一定的研發(fā)實力，和豐富的量產(chǎn)經(jīng)驗。最近景嘉微表示，9系產(chǎn)品于2021年11月完成基本測試，于2022年3月即拿到10萬片訂單，預(yù)期單片價格在500元以上。

英偉達GTX1080是發(fā)布于2016年的產(chǎn)品，已經(jīng)過去5年多。國產(chǎn)圖形GPU追上GTX1080之后，差距將逐漸縮小。從廠商的產(chǎn)品規(guī)劃來看，不乏奔著7nm、5nm而去的GPU新品。當然，目前國產(chǎn)圖形GPU主要還是應(yīng)用在信創(chuàng)市場、政企單位，或者數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器市場，離應(yīng)用到主流消費市場的距離正在縮短。