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半导体新闻相关技术文章GPGPU国产替代:中国芯片产业的空白地带

天数智芯首席科学家 郑金山

2020年8月4日,国务院公布《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,开篇指出,集成电路产业和软件产业是信息产业的核心,是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量。2020年的国际环境,让全社会越来越认识到中国集成电路和软件产业的薄弱,越来越坚定要把集成电路和软件产业搞上去的决心。

今天,我们来谈一谈GPGPU市场。

纵观整个IT系统,从CPU、操作系统、办公套件、整机到服务器,我们都已经初步具有一些商用化的可替代产品。唯独在GPGPU领域,目前还是一片空白。如下图所示:

GPGPU国产替代:中国芯片产业的空白地带

GPGPU是什么

 

GPGPU国产替代:中国芯片产业的空白地带

 

GPGPU全称是通用图形处理器(General-Purpose computing on Graphics Processing Units)。它是用专门处理图形任务的处理器,执行原本由中央处理器处理(CPU)完成的通用计算任务。这些通用计算常常与图形处理没有任何关系。图形处理器的特点是,并行处理能力特别强,计算能效比高,并且有很大的存储带宽。有些应用,例如人工智能(机器学习)模型训练与推理、高性能计算,它们往往是大数据流应用,这时,用GPGPU解决这类问题就比CPU效率更高。虽然目前机器学习会有迁移到专用硬件的可能,但在编程模型上GPU是图灵完备的,且对于用传统语言编写的、软件形式的计算有较好的支持,具有高度的灵活性。

因此,GPGPU目前广泛应用于高性能计算、行业AI应用、安防与政府项目、互联网及云数据中心等。其主要应用场景:一是人工智能模型训练与推理;二是高性能计算。

根据有关数据预测,到2025年,中国GPGPU芯片板卡的市场规模将达到458亿元,是2019年86亿元的5倍多,2019年到2025年的年复合增长率高达32%。按行业来分,互联网及云数据中心为228亿元,安防与政府数据中心为142亿元,行业AI应用为37亿元,高性能计算为28亿元。按应用场景来分,到2025年的预测数据是,人工智能推理286亿元,人工智能训练144亿元,高性能计算28亿元。