電子發(fā)燒友網報道（文/黃晶晶）最近國產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和專為數據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。在核心性能設計標準上，BR100系列是國內算力最大的通用GPU芯片，BR100系列基于壁仞科技自主原創(chuàng)的芯片架構開發(fā)，采用成熟的7納米工藝制程。據稱，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。這些通用計算常常與圖形處理沒有任何關系。

目前，以研發(fā)通用計算的GPU為主的公司包括天數智芯、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、摩爾線程的產品也能夠覆蓋數據中心服務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。

據資料顯示，壁仞科技的圖形GPU產品將支持包括游戲、AR、VR、仿真、視頻等產業(yè)的高速發(fā)展，未來還將進一步與AI產品技術融合，共同構成“元宇宙”、”數字孿生”等新興技術與應用的算力基礎。

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，我們選擇三款國產圖形GPU，通過比較和英偉達、AMD的相關產品，看看他們的性能參數水平，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)布了全新架構及系列重磅新品，包括：MUSA（Moore Threads Unified System Architecture）統(tǒng)一系統(tǒng)架構；基于MUSA架構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和專為數據中心打造的圖形渲染和計算卡 MTT S2000；GPU物理引擎AlphaCore ；DIGITALME數字人解決方案；及助力數字經濟發(fā)展的多個元計算應用解決方案。

MUSA是摩爾線程產品系列采用的統(tǒng)一系統(tǒng)架構，包括統(tǒng)一的編程模型、軟件運行庫、驅動程序框架、指令集架構和芯片架構。開發(fā)者基于MUSA開發(fā)的應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品線。

圖源：摩爾線程

與此同時，基于MUSA統(tǒng)一系統(tǒng)架構打造的第一代摩爾線程多功能GPU芯片——蘇堤正式亮相。芯片內置現代圖形渲染引擎、智能多媒體引擎、AI計算加速引擎、物理仿真及科學計算四大引擎，旨在以先進的現代GPU架構、廣泛的平臺通用性和全棧計算能力，充分滿足數字經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，還領先業(yè)內同類產品提供對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)，并且已經著手與眾多PC合作伙伴開展合作，包括聯想、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顯卡能在復雜模型設計、高清視頻處理以及大AI模型等高負載應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高帶寬顯存技術和Innolink chiplet等前沿技術的渲染GPU，集成各種自主可控核心IP，一舉填補了國產4K級桌面顯卡和服務器顯卡兩大空白。

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，FP32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)信軟件產品生態(tài)伙伴，并加入同心生態(tài)聯盟。

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，而芯動科技也強調這個技術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。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。而風華1號應該還不支持光線追蹤技術，而在芯動科技的下一代產品規(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。當然，若這兩款新產品發(fā)布應該會超過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主要應用于中高端圖形顯示、通用計算、嵌入式等領域，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：

綜合來看，芯動風華1號在顯存技術上有明顯優(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，和豐富的量產經驗。最近景嘉微表示，9系產品于2021年11月完成基本測試，于2022年3月即拿到10萬片訂單，預期單片價格在500元以上。

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