中國GPU市場發展現狀 GPU 的市場空間廣闊

• 2022年9月27日 ChenZeFang來源：互聯網 587 33
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一個光柵顯示系統離不開圖形處理器，圖形處理器是圖形系統結構的重要元件，是連接計算機和顯示終端的紐帶。應該說有顯示系統就有圖形處理器(俗稱顯卡)，但是早期的顯卡只包含簡單的存儲器和幀緩沖區，它們實際上只起了一個圖形的存儲和傳遞作用，一切操作都必須由CPU

一個光柵顯示系統離不開圖形處理器，圖形處理器是圖形系統結構的重要元件，是連接計算機和顯示終端的紐帶。應該說有顯示系統就有圖形處理器(俗稱顯卡)，但是早期的顯卡只包含簡單的存儲器和幀緩沖區，它們實際上只起了一個圖形的存儲和傳遞作用，一切操作都必須由CPU來控制。

這對于文本和一些簡單的圖形來說是足夠的，但是當要處理復雜場景特別是一些真實感的三維場景，單靠這種系統是無法完成任務的。所以后來發展的顯卡都有圖形處理的功能。它不單單存儲圖形，而且能完成大部分圖形功能，這樣就大大減輕了CPU的負擔，提高了顯示能力和顯示速度。隨著電子技術的發展，顯卡技術含量越來越高，功能越來越強，許多專業的圖形卡已經具有很強的3D處理能力，而且這些3D圖形卡也漸漸地走向個人計算機。一些專業顯卡具有的晶體管數甚至比同時代的CPU的晶體管數還多。

GPU，指 Graphics Processing Unit，圖形處理器，進行圖形和圖像相關運算工作的微 處理器。在該產品基礎上，衍生出 GPGPU，即 General Purpose Graphics Processing Unit，其在圖形處理器 GPU 的基礎上進行改造，使之可以進行部分科學計算和 AI 計算 等的處理器。GPU 概念自 20 世紀 70 年代末提出，其角色變換從最早分擔 CPU 壓 力的附屬硬件，到由于能承擔大規模運算而逐漸被人們重視。

當前主要興起的計算芯片分別為 GPU、ASIC、FPGA 等，其中 GPU 最初專用于圖形 處理制作，后逐漸應用于計算。其內部包含大量的運算單元核心，盡管單個核心緩存較 小，邏輯功能簡單，僅能執行有限類型的邏輯運算操作，但其多核心架構天然適合執行 復雜的數學和幾何計算，且科學計算領域通用性較高，相比 CPU，綜合性能更好。當前 缺點在于功耗過高，效率不足。

GPU 是核心計算資源底座。雖然提供各類計算資源的芯片種類眾多，但 GPU 依然是市 場的最為主要的支撐點。以在 AI 市場的應用為例，IDC 研究發現，2021 年上半年中國 人工智能芯片中，GPU 依然是實現數據中心加速的首選，占有 90% 以上的市場份額， 而 ASIC、FPGA、NPU 等其他非 GPU 芯片也在各個行業和領域被越來越多地采用， 整體市場份額接近 10%。

在市場、政策以及資本的三重驅動下，國產GPU賽道持續景氣。近年來，國產GPU公司如雨后春筍般涌現，璧韌科技、摩爾線程、芯動科技、天數智能等公司紛紛發布新品。但是IP授權來看，國內主要的GPU創業公司，如芯動、摩爾線程、壁仞等采用是Imagination IP或芯原授權的IP。芯動科技發布的首款高性能4K級顯卡GPU芯片“風華 1號”，使用了Imagination 的 IMG B系列 GPU IP，是Imagination IP在中國市場的首個高端 GPU 應用。據 The information 報道，摩爾線程芯片設計的關鍵部分也來自 Imagination Technologies。

Imagination 是一家總部位于英國，致力于打造半導體和軟件知識產權(IP)的公司。公司的圖形、計算、視覺和人工智能以及連接技術可以實現出眾的 PPA(功耗、性能和面積)指標、強大的安全性、快速的上市時間和更低的總體擁有成本(TCO)。2017 年9 月，私募投資公司 Canyon Bridge 以 5.5 億英鎊收購 Imagination，Canyon Bridge 其背后投資方為中國國新。

GPU 的市場空間廣闊，正穩健增長。依據 T4 的統計數據，2020 年全球 GPU 市場規模 價值 200 億美元，預計 2021 年將增長 15%，從 2015 年到 2025 年平均每年增長 13%， 從 80 億美元擴大到 350 億美元。 預測，2019 年全球 GPU 市場規模為 197.5 億美元，預計到 2027 年將達到 2008.5 億美元，2020 年至 2027 年的復合年增長率為 33.6%，對比來看 Allied Market Research 對 GPU 市場空 間更為樂觀。

從下游應用來看，GPU 需求仍在快速增長期。游戲領域是 GPU 應用的傳統應用領域， 參考 GPU 全球龍頭英偉達的營收數據，其游戲領域業務收入由 2019 年的 55.18 億元 增長至 2021 年的 124.62 億元，近三年符合增長率 31.20%，整體趨勢保持穩定增長， 為英偉達占比最高的業務。另一方面，伴隨人工智能算法的不斷普及和應用，以及對商業計算和大數據處理的算力需求的不斷增長，全球范圍內數據中心對計算加速硬件的需 求不斷上升。英偉達數據中心業務收入由 2019 年的 29.83 億美元增長至 2021 年的 106.13 億美元，近三年復合增長率高達 52.66%，增速遠超其他板塊業務。NVIDIA 數 據中心業務收入的快速增長體現了下游數據中心市場對于泛人工智能類芯片(以 GPU 為主)的旺盛需求。

多方需求驅動 GPU 市場持續增長。從載體層面分類，GPU 在 PC 端與服務器端均可搭 載，其中 PC 端多用于游戲影音娛樂，而服務器端則多用于科學計算。伴隨對海量數據 的處理需求逐漸增大，具備矩陣運算能力的 GPU 需求高速上行。同時，受益于多核并 行計算的基礎架構，GPU 已在機器學習和自動駕駛等領域有了較大規模的使用。

服務器層面，相對占比維度，據 IDC 數據顯示，2018 年全年中國 GPU 服務器市場規 模約為 13.05 億美金(約合人民幣 90.05 億元)，同比增長 131.2%。同時 IDC 預測， 到 2023 年中國 GPU 服務器市場規模將達到 43.2 億美金(約合人民幣 298 億元)，未 來 5 年整體市場年復合增長率(CAGR)為 27.1%。GPU 服務器增速高于國內 X86 服 務器出貨量增速，當前國內服務器中 GPU 服務器占比迅速抬升。

欲獲取更多行業數據詳情，請點擊查看中研普華產業研究院的《2020-2025年中國GPU市場發展現狀調查及供需格局分析預測報告》。

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