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GPU：计算机图显核心与计算场景应用崛起

核心内容概述

GPU（图形处理器）作为计算机图形显示核心，其并行计算能力使其在图形处理和计算领域均发挥重要作用。随着大数据和人工智能的发展，GPU在计算场景中的应用迅速扩展，成为AI服务器和深度学习等领域的关键组件。景嘉微作为国内唯一商用GPU公司，在国产化背景下展现出强劲的发展潜力。

主要观点

• GPU的定义与功能
  GPU是一种专门用于图像和图形相关运算的微处理器，采用流式并行计算模式，适合大规模并发计算。其主要功能包括图像生成、光栅化计算、纹理贴图、像素处理等，广泛应用于PC、服务器、移动设备等领域。

• GPU的分类
  GPU分为独立GPU和集成GPU。独立GPU性能更强，但功耗和发热量较高；集成GPU则功耗低、兼容性好，但性能有限，通常用于移动设备。

• GPU的应用场景
  GPU在图形显示和计算场景中均有广泛应用。在计算领域，GPU因其强大的并行计算能力，被广泛用于AI训练、深度学习、科学计算、3D动画渲染等高吞吐量任务。

• GPU市场发展
  2020年全球GPU市场规模接近千亿美元，预计到2028年将增长至1581.6亿美元，年复合增长率（CAGR）为5.9%。中国大陆GPU市场规模约为235亿美元，占全球23.5%。

• 全球GPU巨头
  NVIDIA和AMD是全球GPU市场的主要参与者。NVIDIA凭借技术革新、场景拓展和外延并购，成为全球最大的独立GPU供应商，2020年营收166.8亿美元。AMD则专注于高性能CPU和GPU，2020年营收97.6亿美元。

• NVIDIA的发展与业绩
  NVIDIA在游戏、数据中心、汽车等市场均有布局，其中数据中心市场增速最快，2020年营收达到约66.96亿美元，近4年CAGR为68.5%。NVIDIA中国大陆收入占比持续上升，2020年达到23.3%，预计未来将进一步提升。

• 景嘉微的市场地位与产品布局
  景嘉微是国内唯一商用GPU公司，其GPU芯片产品包括JM5400、JM7200和JM9系列。JM7200已成功进入信创市场，JM9系列目标中高端市场，性能有望达到GTX1080水平。

• 景嘉微的业绩表现
  2021年上半年，景嘉微芯片营收同比增长13.5倍，占总营收的45.1%。JM7200的批量落地和JM9系列的推出，为公司带来了显著增长。

关键信息

• GPU性能
  GPU具备强大的并行计算能力，适合处理大规模数据，如深度学习和AI算法训练。NVIDIA和AMD在独立GPU市场占据主导地位，2021Q2 NVIDIA市占率83%，AMD市占率17%。

• GPU在AI服务器中的应用
  AI服务器通常配置多个GPU芯片，以提供足够的计算能力。2019年平均每台服务器配置8.02个GPU，NVIDIA的DGX系列是AI服务器的首选方案。

• 景嘉微产品

  • JM5400：用于军用设备，支持高可靠性图形处理，采用65nm工艺。
  • JM7200：支持4K超高清显示，适用于军用和民用市场，已与长城、神州数码等企业合作。
  • JM7201：JM7200的民用版本，降低能耗。
  • JM9系列：目标中高端市场，性能接近NVIDIA GTX1080，支持OpenGL 4.5和OpenCL 2.0，适用于AI、云计算等领域。

• GPU重要参数

  • CUDA Core和Tensor Core：提供计算能力，Tensor Core优化了深度学习性能。
  • 像素填充速率：衡量GPU图像处理能力。
  • 显存容量和带宽：影响GPU的数据处理能力。
  • 制作工艺：影响GPU性能和功耗。
  • 总线接口：如PCIe，决定数据传输速度。
  • DirectX支持：影响图形处理效率。

风险提示

• 市场竞争加剧：NVIDIA和AMD在独立GPU市场占据主导，景嘉微面临较大竞争压力。
• GPU市场发展不及预期：FPGA和ASIC等其他加速芯片可能影响GPU在计算领域的应用。
• NVIDIA产品迭代不及预期：可能影响其在新兴市场的竞争力。
• 景嘉微第三代芯片性能不及预期：可能阻碍其向民用领域拓展。

总结

GPU作为计算机图形显示核心，其并行计算能力使其在图形处理和计算场景中均具有重要地位。随着AI和大数据的发展，GPU在计算领域的应用迅速增长，成为AI服务器的首选方案。NVIDIA和AMD作为全球GPU巨头，占据主要市场份额。景嘉微作为国内唯一商用GPU公司，在国产化背景下展现出强劲的发展潜力，其产品在军用和民用市场均有布局，未来有望进一步拓展。然而，市场竞争加剧、技术迭代不及预期等风险仍需关注。