Intel, Nvidia, AMD Start een "volledige strijd"

De concurrentie om "opnieuw opstarten" in het GPU -veld
Op het gebied van heterogene computing kan worden gezegd dat GPU de "munitie" is waarop moet worden vertrouwd.

Als een van de grootste begunstigden die worden aangedreven door het heterogene tijdperk en opkomende toepassingen, met de continue verbetering van de rekenkracht en AI -prestatievereisten op het gebied van servers, auto's, kunstmatige intelligentie en Edge Computing, vertrouwen GPU's op hun eigen voordelen in parallel verwerking in parallel verwerking en algemeen computergebruik. De voordelen gaan verder met sprongen en de grenzen, en de markt kan snel blijven groeien.

Volgens geverifieerde marktonderzoek is de wereldwijde GPU -markt in 2020 $ 25,41 miljard waard en zal naar verwachting $ 185,31 miljard bereiken in 2027, met een gemiddeld jaarlijks groeipercentage van 32,82%.

Momenteel worden GPU's veel gebruikt in pc's, games, datacenters, krachtige computer, slimme auto's en andere velden. Het is vermeldenswaard dat games en pc's de traditionele belangrijkste slagvelden zijn, terwijl datacenters, high-performance computing en slimme auto's nieuwe motoren worden voor GPU-groei, en verschillende toepassingen hebben verschillende eisen aan GPU's.

Het is wel verstaan ​​dat de ontwerpideeën van gameconsoles zich richten op het verbeteren van de ervaring, gericht op de optimalisatie van hardware door ontwikkelaars zoals CPU en GPU en software -optimalisatie zoals onderliggende API's. De GPU van een pc moet de prestaties, schaalbaarheid en energie -efficiëntie in evenwicht brengen. Er zijn voornamelijk twee soorten geïntegreerde GPU's en onafhankelijke GPU's. De meeste geïntegreerde GPU's zijn geïntegreerd met de CPU als SOC's, terwijl de onafhankelijke GPU's meestal de PCIe -bus gebruiken om in realtime met de CPU te communiceren. Vanuit het perspectief van high-performance computing en servers hebben GPU's strikte vereisten voor snelle doorvoer van grote datavolumes, superstabiliteit en langdurige werking; Automotive GPU's moeten voldoen aan de regulerende certificeringen van auto's zoals AEC-Q100, en toegewijde grafische API's ondersteunen, en de toekomstige trend is dat Automotive CPU en GPU SOC zullen vormen, van gedistribueerde ontwikkeling.

Na jaren van felle gevechten heeft de wereldwijde GPU een oligopolistisch patroon. Nvidia is de absolute hegemon, gevolgd door AMD, maar nadat Intel terugkeert naar het onafhankelijke GPU -slagveld, wordt het oorspronkelijke evenwicht gebroken.

Door middel van technologische innovatie, scenario -uitbreiding, extensionele fusies en acquisities, en de voortdurende verkenning van GPU algemene computercapaciteiten op basis van de CUDA -softwarestack, is NVIDIA een leider geworden in het GPU -veld en leidt de wereldwijde GPU -ontwikkeling. In fiscaal 2022 had Nvidia een recordomzet van $ 26,91 miljard, een stijging van 61% op jaarbasis.

Kijkend naar de inkomstenstructuur van Nvidia, kan worden vastgesteld dat gaming, die profiteert van de sterke vraag naar de ampere architectuurproducten van Nvidia, de grootste drijvende kracht is geworden en de datacentermarkt de snelste groeipercentage heeft, een nieuw hoogtepunt van US $ 10,61 miljard bereikt ; En hoewel de autobedrijf is afgenomen, zal het in de toekomst blijven groeien. zal blijven oogsten. De volgende lay -out zit ook vol met vuurkracht: een nieuwe generatie Desktop GPU's en Laptop GPU's zijn gelanceerd; De volgende generatie GPU Hopper GH100-chip voor datacenters of meer dan 140 miljard transistoren zal TSMC's 5NM Node Multi-Chip Module (MCM) ontwerp gebruiken. En de autonome autonome rijdchip van de volgende generatie is gepland om te worden gebruikt voor massaproductie in 2022, en het rekenvermogen zal 254TOP's bereiken. Momenteel heeft het projecten gewonnen van verschillende OEM's zoals Weilai, Ideal, Volvo en Mercedes-Benz.

Na "vooruitgang" in de afgelopen jaren heeft AMD de tweede positie op de CPU- en GPU -markt stevig vastgesteld. In termen van GPU-lay-out zal in 2022 AMD de grafische kaartmarkt verder uitbreiden met nieuwe top-, mid-range en instap-GPU's, met nieuwe AMD-softwareondersteuning. Op het gebied van datacenters is AMD ook agressief. Niet lang geleden bracht het de Instinct Mi200 Accelerator -kaart uit op basis van GPU -architectuur, gewijd aan HPC en AI -versnelling. Het maakt gebruik van de tweede generatie cDNA-architectuur (ontworpen om datacenter computing-workloads te optimaliseren), is de eerste multi-chip, de eerste GPU die 128 GB HBM2E-geheugen ondersteunt en de eerste exascale-klasse (exascale) GPU. Het introduceerde ook een nieuwe GPU voor het datacenter, de volgende generatie Radeon Pro V620, ontworpen om te voldoen aan de groeiende vraag naar GPU-versnelling voor cloud-applicaties, 3D-workloads en meer.

Intel, dat een voorsprong heeft op het gebied van geïntegreerde GPU's zoals PCS, is blijven verbeteren sinds het zijn terugkeer naar het onafhankelijke GPU -slagveld een paar jaar geleden aankondigde. Eind 2020 debuteerde Intel op de XE GPU -architectuur op zijn architectuurdag, de XE -microarchitectuur om aan de behoeften aan te pakken, variërend van geïntegreerde/ingangsgraphics tot datacenter en hoogwaardige computing. Tegelijkertijd heeft Intel zijn eerste datacenter -server GPU uitgebracht, waardoor de uitgebreide constructie van de hybride XPU -architectuur "CPU+GPU+FPGA" werd voltooid.

Op architectuurdag 2021 lanceert Intel twee discrete GPU's. Op de investeringsdag heeft Intel twee GPU's vrijgegeven, één voor het gamingveld en een voor het datacenter. Vervolgens kondigde Intel aan dat het GPU-codecodus-genaam ATS-M zal worden uitgebracht in het derde kwartaal, dat meerdere XE-cores, AV1-hardware-encoders, GDDR6-geheugen, ray tracing-eenheden, enz. Integreert, en 150 biljoen bewerkingen per operaties per jaar kan leveren seconde. . Niet alleen dat, voor het traditionele pc -veld, Intel ook vastbesloten is om te winnen en de Arc Ruixuan -serie grafische kaarten voor notebookplatforms en de eerste A3 -serie grafische kaart voor desktops - Ruiixuan A380 GPU lanceert. En niet alleen de A380, de Intel Sharp A5 -serie en A7 -serie met hogere prestaties zullen deze zomer ook beschikbaar zijn.

In het GPU -veld waar Gunpowder Smoke overal is, kan Intel, vol met vuurkracht, AMD en Nvidia in alle richtingen uitdagen.

Heterogene computing "hand-to-hand"
Vanuit een direct oogpunt zijn de heterogene "puzzels" van de drie Giants Intel, Nvidia en AMD ruwweg gevormd.

Onder deze drie reuzen is de heterogene combinatie van Intel duidelijk meer diepgaand. In de afgelopen vijf jaar is Intel, dat een "gegevensgericht" transformatiedoel heeft vastgesteld, zijn lay-out op het gebied van datacenter blijven verrijken door fusies en overnames, waaronder de verwerving van hoogwaardige FPGA, Easic en ASIC-bedrijven , plus de ontwikkeling van onafhankelijke GPU, IPU, neuromorfe chips, kwantumcomputingschips en op AEAPI, een uniforme tool voor programmeersoftware voor onderzoek en ontwikkeling, bieden een uniforme en vereenvoudigde applicatieontwikkelingsprogrammeermodel voor heterogene computing inclusief CPU, GPU, FPGA en andere Versnels, en realiseer een productportfolio voor meerdere architecturen.

In combinatie met de recente grootschalige uitbreiding van de IDM2.0-strategie, evenals een reeks acties om X86 te openen en op een spraakmakende manier lid te worden van het RISC-V-kamp, ​​heeft Intel meer "troefkaarten" in het tijdperk van isomerisatie en is comfortabeler.

Vanuit het oogpunt van AMD is het bedrijf al lang gericht op de twee kerngebieden van CPU en GPU, en FPGA is de grootste tekortkoming. Nadat AMD echter had aangekondigd dat het de acquisitie van Xilinx had voltooid in een transactie in de hele aan-stock, met Xilinx's diepe accumulatie in de velden van FPGA, programmeerbare SOC en ACAP, bood AMD de versterking van de horizontale wolk- en randcomputermogelijkheden. "Voeding". De fusie van AMD en Xilinx zal zich niet alleen richten op het verbeteren van het totale concurrentievermogen van het bedrijfscentrum, maar ook meer chips krijgen in het tijdperk van het heterogeniteit van datacenter.

Nadat Pensando door AMD was overgenomen, betekent dit dat AMD niet alleen officieel het veld van DPU binnenkwam, maar ook de activiteiten van AMD toestond om CPU, GPU, FPGA, DPU, en een in principe complete rekenkracht "puzzel" volledig te dekken.

Om zijn "GPU+CPU+DPU" -route te vervullen, kondigde Nvidia eerst de acquisitie van ARM op een spraakmakende manier aan en besteedde vervolgens $ 6,9 miljard om de Israëlische netwerkapparatuurmaker Mellanox te verwerven om DPU te leveren. Hoewel de acquisitie van ARM uiteindelijk "geen ongeval" was, heeft het zwaar geïnvesteerd in CPU-ontwikkeling en heeft het officieel zijn zelf ontwikkelde CPU gelanceerd voor datacenter AI en krachtige computertoepassingen op de GTC-conferentie in 2021-gebaseerd op Arm Neoverse Architecture van de Grace Chip. Volgens de overeenkomst heeft NVIDIA de bijna 20-jarige architectuurlicentie van ARM verkregen en kunnen ARM-gebaseerde CPU's in de toekomst worden ontwikkeld via ARM-Licensed IP.

Voor Nvidia heeft het onderzoek en de ontwikkeling van Grace CPU een verstrekkende betekenis. Omdat GPU moet worden gekoppeld aan de CPU-operatie, zal deze stap het niet langer beperkt maken in CPU, en de zelfredzaamheid en zelfredzaamheid van CPU zullen ook zijn heterogene integratie duidelijker maken.

Geconfronteerd met een uitgebreide wedstrijd, hebben de drie reuzen ook verschillende verborgen zorgen.

Volgens analisten uit de industrie heeft AMD ook tijd nodig om GPU+CPU+DPU+FPGA te verteren en te integreren om zijn vermogen uit te breiden om toonaangevende oplossingen te bieden voor cloud-, enterprise- en edge -klanten; NVIDIA's sterk gebaseerde GPU kan te maken krijgen met ASIC -aantasting op het versnellingsveld van het datacenter in de toekomst Intel is nog steeds een bedrijf waarvan de genen tot CPU behoren, en de investering in GPU moet de groei van CPU evenaren, dus het zal een enorme uitdaging zijn om een ​​enorme uitdaging te zijn om een ​​enorme uitdaging te zijn met het ontwikkelingsconflict tussen CPU en GPU. Bovendien is onder het stokje van IDM2.0 de focus van investeringen onvermijdelijk gekanteld op geavanceerde productie, en hoe de innovatie en integratie van beleggingsbronnen van Major XPU's ook zorgvuldig moet worden gewogen.

Opgemerkt moet worden dat bij de bepaling van het chiplet UCIE -protocol de ontwerpschaal meerdere keren kan worden verhoogd, bijvoorbeeld de CPU, GPU en DPU kunnen allemaal met n keren parallel worden uitgebreid; Of om verticale integratie te bereiken, kan CPU+GPU+DPU worden gecombineerd tot een super-heterogene een enkele chip of een combinatie van twee.

Daarom zal hoe verschillende systemen parallel worden uitgevoerd en hoe efficiënt en adaptief te interageren een nieuwe uitdaging voor reuzen wordt. Die in dit opzicht het voortouw kan nemen, wie de toekomstige overwinning zal vergroten.

Belangrijke factoren die het patroon beïnvloeden
Nadat ze zich opnieuw aangrijpt, zal de confrontatie van de drie reuzen ook vol vuurkracht zijn.

Naast het omgaan met de "XPU+" architecturale innovatie, ecologische constructie en continue uitvoeringstests, moet worden gezegd dat het proces en de verpakking de sleutels zijn om ideeën om te zetten in echte producten om super-heterogene computing te bereiken.

Laten we het eerst over het proces hebben en de gerelateerde productiviteitsfactoren.

Of het nu CPU, GPU, DPU of FPGA is, het zijn allemaal pioniers van geavanceerde technologie. Als je tegen een groep meesters wilt vechten, is het gebruik van de meest geavanceerde technologie koning.

Recent nieuws toont aan dat TSMC problemen heeft met het opbrengst van 3 nm proces. Als het 3NM -opbrengstprobleem doorgaat, kunnen veel klanten het gebruik van het 5nm -procesknooppunt uitbreiden, waardoor de chipzendingen van klanten zoals AMD, Intel en Nvidia worden beïnvloed.

Dit maakt aanbod knelpunten veroorzaakt door capaciteitstekorten een van de obstakels waarmee ze worden geconfronteerd. Zoals Nvidia in zijn winstrapport zei, zullen toekomstige aanbodbeperkingen een tegenwind blijven gezien het wereldwijde tekort aan de productiecapaciteit van chip en wafer. NVIDIA heeft naar verluidt TSMC in het derde kwartaal van 2021 ongeveer $ 1,64 miljard vooraf betaald en zal in het eerste kwartaal van 2022 $ 1,79 miljard betalen, waardoor de volledige langetermijnordervoorschot op $ 6,9 miljard, veel hoger is dan wat ze eerder betaalden.

Intel's voordeel ten opzichte van Nvidia en AMD is de groeiende gieterijactiviteiten. Hoewel de technologie van Intel nog niet door 5 nm in de gieterij is doorbroken, zal het, als het zijn technologische routekaart volgt, op gelijke voet met TSMC's gieterijniveau in 2025. Misschien kan Intel zich op dat moment volledig ondersteunen In het heterogene integratieniveau van x86, arm en RISC-V, en geven prioriteit aan levering in termen van capaciteitsgarantie. De diepe betekenis achter zijn IDM 2.0 -strategie kan diepgaand zijn dan ingebeeld.

Bovendien kan heterogene computing heterogene integratie en geavanceerde verpakkingen niet omzeilen. De vooruitgang van heterogene integratie en geavanceerde verpakkingstechnologie maakt het mogelijk om complexe systemen te bouwen in een enkel pakket, die snel kunnen voldoen aan het stroomverbruik, volume en prestatie -eisen van chips in heterogene computersystemen.

Op het geavanceerde verpakkingsniveau lijkt het erop dat Intel, als een traditionele IDM, meer voordelen lijkt te hebben, en AMD was oorspronkelijk een IDM, maar later de chipproductiebedrijf afsponnen, maar het bedrijf heeft nog steeds de genen van proces en verpakking. AMD heeft de afgelopen jaren een voorsprong gehad op de afgelopen jaren met zijn eerste-op-market chiplet en interconnect-technologie, voortbouwend op de volgende generatie verpakkingstechnologie van het bedrijf, 3D-gestapelde V-cache. Ook hier kan Xilinx AMD helpen omdat Xilinx een reeks krachtige verpakkingen en interconnectietechnologieën heeft gebouwd voor zijn adaptieve FPGA-platform.

Voor nvidia is het als een puur fabless enigszins inferieur aan Intel en AMD in het proces en de verpakking van heterogene integratie, en het is meer afhankelijk van partners, niet alleen op het gebied van hoogwaardige toepassingen, maar ook in termen van proces en Verpakking.

Intrast is daarentegen op meerdere manieren vooruitgegaan en is doorgegaan met co-emib, ucie, fovero's, enz. Vooral in het 3D-verpakkingsgedeelte heeft Intel Foveros Direct gelanceerd, die de overgang realiseert naar directe koper-naar-copper binding , en bereikt bump -pitches onder de 10 micron door HBI -technologie, waardoor meer dan 10 keer de interconnectie tussen verschillende chips kan worden toenemen. En niet lang geleden, de topniveau versnelderkaart Ponte Vecchio ontwikkeld voor supercomputing, overschreed het aantal geïntegreerde transistoren 100 miljard, met behulp van 5 verschillende productieprocessen, en het inkapselen van maar liefst 47 verschillende eenheden (tegel), worden een op FOVOSOS gebaseerd technologie. De "integrator" van 3D-gestapelde verpakkingstechnologie en co-emib-verbindingstechnologie.

Volgens gegevens van adviesbureau Yole Development, zullen halfgeleidersfabrikanten ongeveer $ 11,9 miljard aan kapitaaluitgaven uitgeven in geavanceerde verpakkingen in 2021. Het agentschap zei dat de geavanceerde verpakkingsmarkt in 2021 ongeveer $ 2,74 miljard waard zal zijn in 2021 Jaarlijkse groei van 19% tegen 2027, wanneer de geavanceerde verpakkingsmarkt $ 7,87 miljard per jaar zal bereiken.

Vanuit dit oogpunt zal de toekomstige concurrentie ook volledig worden gelanceerd in architecturale innovatie, technologie, verpakking, enz. In deze aspecten moeten de drie reuzen mogelijk alles dekken.